JPWO2018088403A1 - Fragment antibody and protein crystallization method using the fragment antibody - Google Patents

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Abstract

本発明は、抗原結合活性を有するものとして簡便に製造できるものであって、大腸菌発現系で得られるものであっても、Fv−clasp(v1)よりもそれ自体及び抗原分子との複合体の結晶化能が高い、フラグメント抗体の提供を課題とする本発明は、抗体の重鎖ドメイン(VH領域)のC末端にSARAHドメインのN末端が結合したペプチドであって、VH領域がChothia法による抗体残基番号112のアミノ酸残基をシステインに変異させたペプチド(VH(112C)−SARAH)と、抗体の軽鎖ドメイン(VL領域)のC末端にSARAHドメインのN末端が結合したペプチドであって、SARAHドメインがC末端から13番目のアミノ酸残基をシステインに変異させたものであるペプチド(VL−SARAH(37C))との複合体からなるフラグメント抗体に関する。The present invention can be easily produced as having antigen-binding activity, and even if it can be obtained in an E. coli expression system, it is more complex with Fv-class (v1) and antigen molecules. The present invention, which aims to provide a fragment antibody with high crystallization ability, is a peptide in which the N-terminus of the SARAH domain is bound to the C-terminus of the heavy chain domain (VH region) of the antibody, and the VH region is determined by the Chothia method. A peptide in which the amino acid residue of antibody residue number 112 was mutated to cysteine (VH (112C) -SARAH), and a peptide in which the N-terminus of the SARAH domain was bound to the C-terminus of the light chain domain (VL region) of the antibody. Thus, a peptide (VL-SARA (3 C)) relating fragment antibody consisting complex with.

Description

本発明は、フラグメント抗体、及び当該フラグメント抗体を用いるタンパク質の結晶化方法に関する。   The present invention relates to a fragment antibody and a protein crystallization method using the fragment antibody.

IgGをはじめとする抗体分子は、抗原分子に結合する性質から、研究や治療、診断の分野において今や欠かせないツールとなっている。抗体分子は一般に分子量が大きいマルチドメインの糖タンパク質であり、分子内に複数のジスルフィド結合(以下、S−S結合と略記する場合がある)があるため、動物細胞を用いて発現させる必要がある。しかし、動物細胞を用いたタンパク質の生産は、バクテリアを用いた生産に比べて一般にコストがかかる上に、リコンビナントの抗体分子は発現が悪いことが多い為、生産性が低いという問題がある。   Antibody molecules such as IgG are now indispensable tools in the fields of research, therapy, and diagnosis because of their ability to bind antigen molecules. An antibody molecule is generally a multidomain glycoprotein with a large molecular weight, and since it has a plurality of disulfide bonds (hereinafter sometimes abbreviated as SS bonds), it must be expressed using animal cells. . However, protein production using animal cells generally costs more than production using bacteria, and recombinant antibody molecules are often poorly expressed, resulting in low productivity.

上記の抗体分子の生産における問題点を補うべく、分子量が小さいフラグメント抗体の使用が考案されている。フラグメント抗体は、組織浸潤性が高い等のメリットがある。   In order to compensate for the above problems in the production of antibody molecules, the use of fragment antibodies having a small molecular weight has been devised. Fragment antibodies have advantages such as high tissue invasiveness.

代表的なフラグメント抗体としては、variableドメイン(VH領域およびVL領域)とconstantドメイン(CH1領域およびCL領域)から構成されるFabが挙げられる。しかし、Fabは一般に全長抗体を精製後、それを酵素処理したのちさらなる精製を経て得るのが通例である為、生産コストが高いという問題がある。また、他のフラグメント抗体としては、VH領域またはVL領域のC末端ともう一方のN末端を長くフレキシブルなペプチドリンカーで結合させたsingle−chain Fv(以下、scFvと略記する場合がある)が知られている(非特許文献1)。しかし、長くフレキシブルなペプチドリンカーがあることにより、scFv同士の凝集が生じることがあった。また、抗体としての活性が低下したり、不安定化したりする等の問題もあった。   Representative fragment antibodies include Fabs composed of variable domains (VH region and VL region) and constant domains (CH1 region and CL region). However, Fab is generally obtained by purifying a full-length antibody, then treating it with an enzyme and then further purifying it, so that there is a problem that the production cost is high. As another fragment antibody, a single-chain Fv (hereinafter sometimes abbreviated as scFv) in which the C-terminal of the VH region or VL region and the other N-terminus are combined with a long and flexible peptide linker is known. (Non-Patent Document 1). However, due to the presence of a long and flexible peptide linker, aggregation of scFvs may occur. In addition, there is a problem that the activity as an antibody is lowered or destabilized.

そこで、本発明者らは従来のフラグメント抗体が有する問題点を解決すべく、VH領域およびVL領域のC末端同士を、逆平行のコイルドコイルを形成するヒトMammalian sterile 20−like kinase 1(Mst1)のSARAHドメインのダイマーを介して結合させた新たなフラグメント抗体(以下、Fv−clasp第1世代、またはFv−clasp(v1)と略記する場合がある)を開発した(非特許文献2)。   In order to solve the problems of conventional fragment antibodies, the inventors of the human Mammalian sterile 20-like kinase 1 (Mst1) form an antiparallel coiled coil between the C-terminals of the VH region and the VL region. A new fragment antibody (hereinafter sometimes abbreviated as Fv-class first generation or Fv-class (v1)) linked through a dimer of the SARAH domain was developed (Non-patent Document 2).

このFv−clasp(v1)は、(a)抗体の重鎖ドメイン(VH領域)のC末端にヒトMst1のSARAHドメインのN末端が結合したペプチドであって、当該ヒトMst1のSARAHドメインのN末端から35番目のアミノ酸残基をシステインに変異させたペプチドと、(b)抗体の軽鎖ドメイン(VL領域)のC末端にヒトMst1のSARAHドメインのN末端が結合したペプチドであって、当該ヒトMst1のSARAHドメインのN末端から24番目のアミノ酸残基をシステインに変異させたペプチドとの複合体からなるフラグメント抗体であって、(c)2つのSARAHドメインが、変異させたシステイン間のジスルフィド結合により結合しているフラグメント抗体である。   This Fv-clasp (v1) is a peptide in which the N terminus of the SARAH domain of human Mst1 is bound to the C terminus of the heavy chain domain (VH region) of the antibody, and the N terminus of the SARAH domain of the human Mst1 A peptide in which the 35th amino acid residue is mutated to cysteine, and (b) a peptide in which the N-terminus of the SARAH domain of human Mst1 is bound to the C-terminus of the light chain domain (VL region) of the antibody, A fragment antibody comprising a complex with a peptide in which the 24th amino acid residue from the N-terminal of the SARAH domain of Mst1 is mutated to cysteine, wherein (c) two SARAH domains have disulfide bonds between mutated cysteines Fragment antibody bound by

Robert E. Bird、 1988、 Science、 James S. Huston、 1988、 PNASRobert E. Bird, 1988, Science, James S. Huston, 1988, PNAS 有森貴夫、町田栞、藤井勇樹、北郷悠、高木淳一、新規フラグメント抗体フォーマット“Fv−clasp”のデザインとその構造解析、第15回日本蛋白質科学会年会、平成27年6月25日Takao Arimori, Atsushi Machida, Yuki Fujii, Atsushi Kitago, Junichi Takagi, Design of New Fragment Antibody Format “Fv-class” and Its Structural Analysis, 15th Annual Meeting of the Protein Science Society of Japan, June 25, 2015 Chothia and Lesk、 Canonical structures for the hypervariable regions of immunoglobulins、 J. Mol. Biol.、 196、 901−917 (1987)Chothia and Lesk, Canonical structures for the hypervariable regions of immunoglobulins, J. et al. Mol. Biol. , 196, 901-917 (1987) Al−Lazikani, B., Lesk, A. M. & Chothia, C. (1997).Standard conformations for the canonical structures of immunoglobulins. J. Mol. Biol. 273, 927−948Al-Lazikani, B.I. Lesk, A .; M.M. & Chothia, C.I. (1997). Standard informations for the canonical structures of immunoglobulins. J. et al. Mol. Biol. 273, 927-948

本発明者らは、種々の目的抗原分子に対するFv−clasp(v1)について、動物細胞又は大腸菌を用いた遺伝子組換による発現、精製、Fv−clasp(v1)の結晶化およびFv−clasp(v1)と目的抗原分子との複合体の結晶化を試みた。その結果、特に大腸菌発現系で得られるFv−clasp(v1)において、Fv−clasp(v1)と目的抗原分子との複合体の結晶が得られない場合や、分解能が低い結晶しか得られない場合があることが判った。   The inventors of the present invention have expressed and purified Fv-class (v1) against various target antigen molecules by gene recombination using animal cells or E. coli, crystallization of Fv-class (v1) and Fv-class (v1). ) And the target antigen molecule were crystallized. As a result, especially in the case of Fv-class (v1) obtained in the E. coli expression system, crystals of a complex of Fv-class (v1) and the target antigen molecule cannot be obtained, or crystals with low resolution can be obtained. It turns out that there is.

そこで、本発明は、抗原結合活性を有するものとして簡便に製造でき、大腸菌発現系で得られるものであっても、Fv−clasp(v1)よりも、それ自体及び抗原分子との複合体の結晶化能が高い、フラグメント抗体の提供を課題とする。   Therefore, the present invention can be easily produced as having antigen-binding activity, and even if it is obtained in an E. coli expression system, it is a crystal of a complex of itself and an antigen molecule rather than Fv-class (v1). It is an object of the present invention to provide a fragment antibody having a high chemical ability.

本発明者らは、上記の課題を解決するため、(a)抗体の重鎖ドメイン(VH領域)のC末端にヒトMst1のSARAHドメインのN末端が結合したペプチド(以下、VH−SARAHと略記する場合がある)中のVH領域にシステインの変異を入れたペプチドと、(b)抗体の軽鎖ドメイン(VL領域)のC末端にヒトMst1のSARAHドメインのN末端が結合したペプチド(以下、VL−SARAHと略記する場合がある)中のSARAHドメインにシステインの変異を入れたペプチドとの複合体からなる複数のフラグメント抗体について、当該フラグメント抗体と抗原分子との複合体の結晶化を鋭意研究した。
その結果、(a)抗体の重鎖ドメイン(VH領域)のC末端にSARAHドメインのN末端が結合したペプチドであって、VH領域がChothia法による抗体残基番号112のアミノ酸残基をシステインに変異させたペプチド(以下、VH(112C)−SARAHと略記する場合がある)と、(b)抗体の軽鎖ドメイン(VL領域)のC末端にSARAHドメインのN末端が結合したペプチドであって、SARAHドメインのC末端から13番目のアミノ酸残基をシステインに変異させたペプチド(以下、VL−SARAH(37C)と略記する場合がある)との複合体からなるフラグメント抗体であって、(c)VH(112C)−SARAHとVL−SARAH(37C)が、上記2つのシステイン間のジスルフィド結合により結合しているフラグメント抗体(以下、Fv−clasp第2世代、またはFv−clasp(v2)と略記する場合がある)を用いると、大腸菌発現系で得られたFv−clasp(v2)であっても、それ自体やFv−clasp(v2)と抗原分子との複合体についての結晶化能を有することを見出した。
加えて、Fv−clasp(v2)は、結晶化条件の最適化を行う前のスクリーニング段階から、Fv−clasp(v2)と抗原分子の複合体について高分解能の結晶を得ることができることも見出した。また、難結晶化タンパク質の結晶化が促進されたことから、Fv−clasp(v2)はタンパク質結晶化促進用フラグメント抗体として働くことも見出した。さらに、Fv−clasp(v2)は、Fv−clasp(v1)やscFvと比べて熱安定性が高いことを見出し、本発明を完成させるに至った。
In order to solve the above problems, the present inventors have (a) a peptide in which the N-terminus of the SARAH domain of human Mst1 is bound to the C-terminus of the heavy chain domain (VH region) of the antibody (hereinafter abbreviated as VH-SARAH). A peptide in which a cysteine mutation is introduced into the VH region in (a), and (b) a peptide in which the N-terminus of the SARAH domain of human Mst1 is bound to the C-terminus of the light chain domain (VL region) of the antibody (hereinafter, VL-SARAH (in some cases, abbreviated as VL-SARAH) Research on crystallization of a complex of a fragment antibody and an antigen molecule with a plurality of fragment antibodies consisting of a complex with a peptide having a cysteine mutation in the SARAH domain did.
As a result, (a) a peptide in which the N-terminus of the SARAH domain is bound to the C-terminus of the heavy chain domain (VH region) of the antibody, the VH region is converted to the amino acid residue of antibody residue number 112 by the Chothia method as cysteine. A mutated peptide (hereinafter sometimes abbreviated as VH (112C) -SARAH), and (b) a peptide in which the N-terminus of the SARAH domain is bound to the C-terminus of the light chain domain (VL region) of the antibody. A fragment antibody comprising a complex with a peptide in which the 13th amino acid residue from the C-terminal of the SARAH domain is mutated to cysteine (hereinafter sometimes abbreviated as VL-SARAH (37C)), (c ) VH (112C) -SARAH and VL-SARAH (37C) are linked by a disulfide bond between the two cysteines. Fv-class (v2) obtained in an E. coli expression system using a fragment antibody (hereinafter sometimes abbreviated as Fv-class second generation or Fv-class (v2)). It has been found that it has the ability to crystallize itself or a complex of Fv-clasp (v2) and an antigen molecule.
In addition, it has also been found that Fv-class (v2) can obtain high-resolution crystals of a complex of Fv-class (v2) and an antigen molecule from the screening stage prior to optimization of crystallization conditions. . Further, since crystallization of hardly crystallized proteins was promoted, it was also found that Fv-clasp (v2) works as a fragment antibody for promoting protein crystallization. Furthermore, it has been found that Fv-class (v2) has higher thermal stability than Fv-class (v1) and scFv, and the present invention has been completed.

本発明は、以下のフラグメント抗体、及び当該フラグメント抗体を用いるタンパク質の結晶化方法に関する。
[1](a)抗体の重鎖ドメイン(VH領域)のC末端にSARAHドメインのN末端が結合したペプチドであって、VH領域がChothia法による抗体残基番号112のアミノ酸残基をシステインに変異させたペプチド(VH(112C)−SARAH)と、(b)抗体の軽鎖ドメイン(VL領域)のC末端にSARAHドメインのN末端が結合したペプチドであって、SARAHドメインがC末端から13番目のアミノ酸残基をシステインに変異させたペプチド(VL−SARAH(37C))との複合体からなるフラグメント抗体であって、(c)VH(112C)−SARAHとVL−SARAH(37C)が、上記2つのシステイン間のジスルフィド結合により結合しているフラグメント抗体。
[2]前記VH(112C)−SARAHにおけるSARAHドメインが、配列番号1〜8で示されるものから選ばれるもの(配列番号1〜8で示されるもの)であり、前記VL−SARAH(37C)におけるSARAHドメインが、配列番号9〜16で示されるものである、[1]に記載のフラグメント抗体。
[3]前記VH(112C)−SARAHにおけるSARAHドメインが、配列番号1〜2で示されるものであり、前記VL−SARAH(37C)におけるSARAHドメインが、配列番号9〜10で示されるものである、[1]に記載のフラグメント抗体。
[4](a)抗体の重鎖ドメイン(VH領域)のC末端にSARAHドメインのN末端が結合したペプチドであって、VH領域がChothia法による抗体残基番号112のアミノ酸残基をシステインに変異させたペプチド(VH(112C)−SARAH)と、(b)抗体の軽鎖ドメイン(VL領域)のC末端にSARAHドメインのN末端が結合したペプチドであって、SARAHドメインがC末端から13番目のアミノ酸残基をシステインに変異させたペプチド(VL−SARAH(37C))との複合体からなるタンパク質結晶化促進用フラグメント抗体であって、(c)VH(112C)−SARAHとVL−SARAH(37C)が、上記2つのシステイン間のジスルフィド結合により結合しているタンパク質結晶化促進用フラグメント抗体。
[5]前記VH(112C)−SARAHにおけるSARAHドメインが、配列番号1〜8で示されるものであり、前記VL−SARAH(37C)におけるSARAHドメインが、配列番号9〜16で示されるものである、[4]に記載のタンパク質結晶化促進用フラグメント抗体。
[6]前記VH(112C)−SARAHにおけるSARAHドメインが、配列番号1〜2で示されるものであり、前記VL−SARAH(37C)におけるSARAHドメインが、配列番号9〜10で示されるものである、[4]に記載のタンパク質結晶化促進用フラグメント抗体。
[7]前記[1]〜[3]で示されるフラグメント抗体を用いる、タンパク質の結晶化方法。
The present invention relates to the following fragment antibodies and protein crystallization methods using the fragment antibodies.
[1] (a) A peptide in which the N-terminus of the SARAH domain is linked to the C-terminus of the heavy chain domain (VH region) of the antibody, wherein the VH region has the amino acid residue of antibody residue number 112 by the Chothia method as cysteine A mutated peptide (VH (112C) -SARAH), and (b) a peptide in which the N-terminus of the SARAH domain is bound to the C-terminus of the light chain domain (VL region) of the antibody. A fragment antibody consisting of a complex with a peptide in which the amino acid residue is mutated to cysteine (VL-SARAH (37C)), (c) VH (112C) -SARAH and VL-SARAH (37C), A fragment antibody bound by a disulfide bond between the two cysteines.
[2] The SARAH domain in the VH (112C) -SARAH is selected from those shown by SEQ ID NOs: 1-8 (shown by SEQ ID NOs: 1-8), and in the VL-SARAH (37C) The fragment antibody according to [1], wherein the SARAH domain is represented by SEQ ID NOs: 9 to 16.
[3] The SARAH domain in the VH (112C) -SARAH is represented by SEQ ID NOs: 1-2, and the SARAH domain in the VL-SARAH (37C) is represented by SEQ ID NOs: 9-10. [1] The fragment antibody according to [1].
[4] (a) A peptide in which the N-terminus of the SARAH domain is bound to the C-terminus of the heavy chain domain (VH region) of the antibody, wherein the VH region is the amino acid residue of antibody residue number 112 by the Chothia method as cysteine A mutated peptide (VH (112C) -SARAH), and (b) a peptide in which the N-terminus of the SARAH domain is bound to the C-terminus of the light chain domain (VL region) of the antibody. A fragment antibody for promoting protein crystallization, comprising a complex with a peptide in which the amino acid residue is mutated to cysteine (VL-SARAH (37C)), (c) VH (112C) -SARAH and VL-SARAH (37C) is a protein crystallization-promoting protein which is bound by a disulfide bond between the two cysteines. Segment antibody.
[5] The SARAH domain in the VH (112C) -SARAH is represented by SEQ ID NOs: 1 to 8, and the SARAH domain in the VL-SARAH (37C) is represented by SEQ ID NOs: 9 to 16. [4] A fragment antibody for promoting protein crystallization according to [4].
[6] The SARAH domain in the VH (112C) -SARAH is represented by SEQ ID NOs: 1-2, and the SARAH domain in the VL-SARAH (37C) is represented by SEQ ID NOs: 9-10. [4] A fragment antibody for promoting protein crystallization according to [4].
[7] A protein crystallization method using the fragment antibody represented by the above [1] to [3].

[1]本発明のフラグメント抗体は、簡便に製造することができ、且つ、抗原結合活性を有する。
[2]本発明のフラグメント抗体は、大腸菌発現系で得られるものであっても、それ自体及び抗原分子との複合体の結晶化能が高い。これにより、本発明のフラグメント抗体は、従来のフラグメント抗体や抗体では困難であった抗原決定部位の立体構造解析が容易にできる。
[3]さらに、本発明のフラグメント抗体は、タンパク質、特に、難結晶化タンパク質との複合体の結晶化を促進し、タンパク質結晶化促進用フラグメント抗体として働く。また、本発明のフラグメント抗体によれば、タンパク質との複合体との結晶が短期間で再現性よく得られる。
[4]本発明のフラグメント抗体は、従来の抗体やフラグメント抗体よりも耐熱性が高く、より安定なフラグメント抗体である。
[1] The fragment antibody of the present invention can be easily produced and has antigen binding activity.
[2] Even if the fragment antibody of the present invention is obtained in an E. coli expression system, it has a high ability to crystallize itself and a complex with an antigen molecule. Thereby, the fragment antibody of the present invention can easily analyze the three-dimensional structure of the antigen-determining site, which has been difficult with conventional fragment antibodies and antibodies.
[3] Furthermore, the fragment antibody of the present invention promotes crystallization of a protein, particularly a complex with a hardly crystallized protein, and acts as a fragment antibody for promoting protein crystallization. In addition, according to the fragment antibody of the present invention, a crystal with a complex with a protein can be obtained in a short period with good reproducibility.
[4] The fragment antibody of the present invention is a more stable fragment antibody having higher heat resistance than conventional antibodies and fragment antibodies.

図1は、比較例1でSDS−PAGEによりP20.1抗体−Fv−clasp(v1)が得られたことを確認した図である。FIG. 1 is a diagram confirming that P20.1 antibody-Fv-clasp (v1) was obtained by SDS-PAGE in Comparative Example 1. 図2は、比較例2でSDS−PAGEによりP20.1抗体−Fv−clasp(v1)が得られたことを確認した図である。FIG. 2 is a diagram confirming that P20.1 antibody-Fv-clasp (v1) was obtained by SDS-PAGE in Comparative Example 2. 図3は、比較例3でSDS−PAGEにより12CA5抗体−Fv−clasp(v1)が得られたことを確認した図である。FIG. 3 is a diagram showing that 12CA5 antibody-Fv-clasp (v1) was obtained by SDS-PAGE in Comparative Example 3. 図4は、比較例5で行ったP20.1抗体のFv−clasp(v1)とC8ペプチドとの複合体のX線結晶構造解析の結果である。FIG. 4 shows the results of X-ray crystal structure analysis of a complex of Pv0.1 antibody Fv-clasp (v1) and C8 peptide performed in Comparative Example 5. 図5は、比較例6で行った12CA5抗体のFv−clasp(v1)とHAペプチドとの複合体のX線結晶構造解析の結果である。FIG. 5 shows the result of X-ray crystal structure analysis of a complex of 12v5 antibody Fv-clasp (v1) and HA peptide performed in Comparative Example 6. 図6は、実験例1において、比較例7−9及び実施例1で得た、2H5抗体のFv−clasp(S−Sなし)、2H5抗体のFv−clasp(v1’)、2H5抗体のFv−clasp(v1’’)、及び2H5抗体のFv−clasp(v2)のS−S結合形成能をSDS−PAGEにより確認した図である。FIG. 6 shows Fv-class (no SS) of 2H5 antibody, Fv-class (v1 ′) of 2H5 antibody, and Fv of 2H5 antibody obtained in Comparative Example 7-9 and Example 1 in Experimental Example 1. It is the figure which confirmed the SS bond formation ability of Fv-clasp (v2) of -clasp (v1 '') and 2H5 antibody by SDS-PAGE. 図7は、実施例2でSDS−PAGEによりP20.1抗体−Fv−clasp(v2)が得られたことを確認した図である。FIG. 7 is a diagram showing that P20.1 antibody-Fv-clasp (v2) was obtained by SDS-PAGE in Example 2. 図8は、実施例3−10でSDS−PAGEにより各種Fv−clasp(v2)が得られたことを確認した図である。FIG. 8 is a diagram showing that various Fv-class (v2) were obtained by SDS-PAGE in Example 3-10. 図9は、実験例2でゲルろ過クロマトグラフィーにより各種Fv−clasp(v2)が抗原結合活性を有することを確認した図である。FIG. 9 is a diagram showing that various Fv-clasps (v2) were confirmed to have antigen-binding activity by gel filtration chromatography in Experimental Example 2. 図10は、実験例2でバイオレイヤー干渉法により各種Fv−clasp(v2)が抗原結合活性を有することを確認した図である。FIG. 10 is a diagram in which it was confirmed in Experiment 2 that various Fv-clasps (v2) have antigen binding activity by biolayer interferometry. 図11(A)は、実施例11でTS2/16抗体−Fv−clasp(v2)について得られた結晶の顕微鏡写真である。図11(B)は、実施例11で行ったTS2/16抗体−Fv−clasp(v2)のX線結晶構造解析の結果である。FIG. 11 (A) is a photomicrograph of the crystals obtained for TS2 / 16 antibody-Fv-clasp (v2) in Example 11. FIG. 11B shows the result of X-ray crystal structure analysis of TS2 / 16 antibody-Fv-clasp (v2) performed in Example 11. 図12(A)は、実施例12でP20.1抗体−Fv−clasp(v2)と抗原分子の複合体について得られた結晶の顕微鏡写真である。図12(B)は、実施例12で行ったP20.1抗体−Fv−clasp(v2)と抗原分子の複合体のX線結晶構造解析の結果である。FIG. 12 (A) is a photomicrograph of crystals obtained in Example 12 for the complex of P20.1 antibody-Fv-clasp (v2) and antigen molecule. FIG. 12B shows the results of X-ray crystal structure analysis of a complex of P20.1 antibody-Fv-class (v2) and an antigen molecule performed in Example 12. 図13(A)は、実施例13で12CA5抗体−Fv−clasp(v2)と抗原分子の複合体について得られた結晶の顕微鏡写真である。図13(B)は、実施例13で行った12CA5抗体−Fv−clasp(v2)と抗原分子の複合体のX線結晶構造解析の結果である。FIG. 13 (A) is a micrograph of crystals obtained in Example 13 for a complex of 12CA5 antibody-Fv-clasp (v2) and an antigen molecule. FIG. 13B shows the results of X-ray crystal structure analysis of a complex of 12CA5 antibody-Fv-class (v2) and an antigen molecule performed in Example 13. 図14(A)は、実施例14でNZ−1抗体−Fv−clasp(v2)と抗原分子の複合体について得られた結晶の顕微鏡写真である。図14(B)は、実施例14で行ったNZ−1抗体−Fv−clasp(v2)と抗原分子の複合体のX線結晶構造解析の結果である。FIG. 14 (A) is a photomicrograph of the crystals obtained in Example 14 for the complex of NZ-1 antibody-Fv-clasp (v2) and antigen molecule. FIG. 14B shows the result of X-ray crystal structure analysis of a complex of NZ-1 antibody-Fv-class (v2) and an antigen molecule performed in Example 14. 図15(A)及び(B)は、実施例15で93201抗体−Fv−clasp(v2)とVps10pの複合体について得られた結晶の顕微鏡写真である。図15(C)は、実施例15で行った93201抗体−Fv−clasp(v2)とVps10pの複合体のX線結晶構造解析の結果である。FIGS. 15A and 15B are photomicrographs of the crystals obtained for the complex of 93201 antibody-Fv-clasp (v2) and Vps10p in Example 15. FIG. FIG. 15C shows the result of X-ray crystal structure analysis of a complex of 93201 antibody-Fv-class (v2) and Vps10p performed in Example 15. 図16(A)及び(B)は、実施例16でTS2/16抗体−Fv−clasp(v2)とインテグリンα6β1の複合体について得られた結晶の顕微鏡写真である。図16(C)は、実施例16で行ったTS2/16抗体−Fv−clasp(v2)とインテグリンα6β1の複合体のX線結晶構造解析の結果である。FIGS. 16A and 16B are photomicrographs of crystals obtained in Example 16 for the complex of TS2 / 16 antibody-Fv-clasp (v2) and integrin α6β1. FIG. 16C shows the result of X-ray crystal structure analysis of the complex of TS2 / 16 antibody-Fv-clasp (v2) and integrin α6β1 performed in Example 16. 図17(A)は、実施例17でt1E4抗体−Fv−clasp(v2)とHGFの複合体について得られた結晶の顕微鏡写真である。図17(B)は、実施例17で行ったt1E4抗体−Fv−clasp(v2)とHGFの複合体のX線結晶構造解析の結果である。FIG. 17A is a photomicrograph of the crystals obtained in Example 17 for the complex of t1E4 antibody-Fv-clasp (v2) and HGF. FIG. 17B shows the result of X-ray crystal structure analysis of a complex of t1E4 antibody-Fv-class (v2) and HGF performed in Example 17.

本発明のフラグメント抗体は、
(a)抗体の重鎖ドメイン(VH領域)のC末端にSARAHドメインのN末端が結合したペプチドであって、VH領域においてChothia法による抗体残基番号112のアミノ酸残基をシステインに変異させたペプチド(VH(112C)−SARAH)と、
(b)抗体の軽鎖ドメイン(VL領域)のC末端にSARAHドメインのN末端が結合したペプチドであって、SARAHドメインのC末端から13番目のアミノ酸残基をシステインに変異させたペプチド(VL−SARAH(37C))との複合体からなるフラグメント抗体であって、
(c)VH(112C)−SARAHとVL−SARAH(37C)が、上記2つのシステイン間のジスルフィド結合により結合しているフラグメント抗体である。
なお、非特許文献3及び4は、Chothia法による抗体残基番号の決定法に関する文献である。
The fragment antibody of the present invention comprises
(A) A peptide in which the N-terminus of the SARAH domain is linked to the C-terminus of the antibody heavy chain domain (VH region), and the amino acid residue of antibody residue number 112 by the Chothia method is mutated to cysteine in the VH region A peptide (VH (112C) -SARAH);
(B) A peptide in which the N-terminus of the SARAH domain is bound to the C-terminus of the light chain domain (VL region) of the antibody, wherein the 13th amino acid residue from the C-terminus of the SARAH domain is mutated to cysteine (VL -A fragment antibody consisting of a complex with SARAH (37C)),
(C) A fragment antibody in which VH (112C) -SARAH and VL-SARAH (37C) are bound by a disulfide bond between the two cysteines.
Non-patent documents 3 and 4 are documents relating to a method for determining antibody residue numbers by the Chothia method.

[VH(112C)−SARAH]
SARAHドメインは、N末端側の短いヘリックス(h1)とC末端側の長いヘリックス(h2)により構成される通常42〜54個、好ましくは43〜49個、より好ましくは47〜49個、特に好ましくは49個のアミノ酸残基からなるドメイン(ペプチド)であって、他のSARAHドメインと、それぞれのh2間で逆平行コイルドコイルを形成するという性質を有するものである。尚、h1は好ましくは5〜7個、h2は好ましくは38〜42個のアミノ酸残基からなる。
ここで用いられるSARAHドメインとしては、上記した如き性質を有するものであればよく、なかでも2つのSARAHドメインがh2間で逆平行コイルドコイルを形成する際に、2つのSARAHドメインの(2つのh1の)両N末端の間の距離が35Å〜45Åとなるものが好ましく、39Å〜41Åとなるものがより好ましく、40Åとなるものが特に好ましい。
このようなSARAHドメインとしては、具体的には、例えば、ヒトMammalian sterile 20−like kinase 1(Mst1)のSARAHドメイン、ヒトMammalian sterile 20−like kinase 2(Mst2)のSARAHドメイン、ショウジョウバエのHippoのSARAHドメイン、ショウジョウバエRASSFのSARAHドメイン、ヒトRASSF5のSARAHドメイン、ヒトRASSF1のSARAHドメイン、ヒトWW45のSARAHドメイン、ショウジョウバエSavのSARAHドメイン等が挙げられ、更にこれらのうちの一つ(好ましくはヒトMst1のSARAHドメイン)と通常85%以上の配列相同性、好ましくは90%以上の配列相同性、より好ましくは95%以上の配列相同性を有するもの等が挙げられる。
より具体的には、例えば、配列番号1で示されるもの(Mst1のSARAHドメイン)、配列番号2で示されるもの(Mst2のSARAHドメイン)、配列番号3で示されるもの(HippoのSARAHドメイン)、配列番号4で示されるもの(RASSFのSARAHドメイン)、配列番号5で示されるもの(RASSF5のSARAHドメイン)、配列番号6で示されるもの(RASSF1のSARAHドメイン)、配列番号7で示されるもの(WW45のSARAHドメイン)、配列番号8で示されるもの(SavのSARAHドメイン)等が好ましく、配列番号1〜2で示されるものがより好ましく、配列番号1で示されるものが特に好ましい。なお、上記した性質を有するものであれば、配列番号1〜8で示されるものは、その配列中の1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたものであってもよい。ここで、数個とは5個以下、好ましくは3個以下、より好ましくは2個以下の自然数を表す。このようなものとしては、例えば配列番号1〜8において、C末端から26番目のアミノ酸残基がシステインに置換(変異)しているもの等が挙げられる。
上記SARAHドメインは、天然に存在するタンパク質に由来するSARAHドメインであっても、天然に存在するタンパク質に由来するSARAHドメインをもとに人工的にデザインしたものであっても何れでもよい。
天然に存在するタンパク質に由来するSARAHドメインは、通常、当該タンパク質を有する生物種を問わないが、本発明のフラグメント抗体を医薬として用いる場合には、抗原性の面から、実際の利用に際して投与することになる動物と同一の生物種に由来するものが好ましい。
[VH (112C) -SARAH]
The SARAH domain is usually 42 to 54, preferably 43 to 49, more preferably 47 to 49, particularly preferably composed of a short helix (h1) on the N-terminal side and a long helix (h2) on the C-terminal side. Is a domain (peptide) consisting of 49 amino acid residues, and has the property of forming an antiparallel coiled coil between each h2 and another SARAH domain. H1 preferably consists of 5 to 7 amino acids, and h2 preferably consists of 38 to 42 amino acid residues.
The SARAH domains used here may be those having the above-described properties. Among them, when two SARAH domains form an antiparallel coiled coil between h2, the two SARAH domains (two h1 ) The distance between both N terminals is preferably 35 to 45 mm, more preferably 39 to 41 mm, and particularly preferably 40 mm.
Specific examples of such SARAH domains include, for example, the SARAH domain of human Mammalian sterile 20-like kinase 1 (Mst1), the SARAH domain of human Mammalian sterile 20-like kinase 2 (Mst2), and the SRAH domain of Drosophila. Domain, the SARAH domain of Drosophila RASSF, the SARAH domain of human RASSF5, the SARAH domain of human RASSF1, the SARAH domain of human WW45, the SARAH domain of Drosophila Sav, and one of these (preferably SARAH of human Mst1). Domain) and usually more than 85% sequence homology, preferably more than 90% sequence homology, more preferred It can be mentioned, such as those having a sequence homology of 95% or more.
More specifically, for example, one represented by SEQ ID NO: 1 (SARAH domain of Mst1), one represented by SEQ ID NO: 2 (SARAH domain of Mst2), one represented by SEQ ID NO: 3 (SARAH domain of Hippo), Those shown by SEQ ID NO: 4 (RASSF domain of RASSF), those shown by SEQ ID NO: 5 (SARAH domain of RASSF5), those shown by SEQ ID NO: 6 (SARAH domain of RASSF1), those shown by SEQ ID NO: 7 ( WW45 SARAH domain), those represented by SEQ ID NO: 8 (Sav SARAH domain) and the like are preferred, those represented by SEQ ID NOS: 1-2 are more preferred, and those represented by SEQ ID NO: 1 are particularly preferred. In addition, as long as it has an above-described property, what is shown by sequence number 1-8 may be a thing by which the 1 or several amino acid in the arrangement | sequence was deleted, substituted, or added. Here, several represents a natural number of 5 or less, preferably 3 or less, more preferably 2 or less. As such, for example, in SEQ ID NOs: 1 to 8, the 26th amino acid residue from the C-terminus is substituted (mutated) with cysteine.
The SARAH domain may be either a SARAH domain derived from a naturally occurring protein or an artificially designed SARAH domain derived from a naturally occurring protein.
A SARAH domain derived from a naturally occurring protein is usually used regardless of the species having the protein. However, when the fragment antibody of the present invention is used as a medicine, it is administered in actual use from the viewpoint of antigenicity. Those derived from the same species as the animal to be used are preferred.

ここで用いられるVH領域としては、少なくとも特定の抗原を認識して特異的な親和結合性を有するのに十分な部位を有し、且つChothia法による抗体残基番号112のアミノ酸残基がシステインであるものである。
なお、上記システインの位置は、Chothia法により決定される位置であるが、当該アミノ酸残基と同じ位置であれば、Chothia法以外の方法、例えばKabat法、IMGT法により定義したものも含まれる。
本発明におけるVH領域は、具体的には、目的とする抗原分子に対する抗体の重鎖における3つのCDR1〜3とChothia法により決定される抗体残基番号112のアミノ酸残基がシステインであるフレームワーク領域(FR)4を少なくとも含むものであり、好ましくは、目的とする抗原分子に対する抗体の重鎖における3つのCDR1〜3とFR1〜3およびChothia法により決定される抗体残基番号112のアミノ酸残基がシステインであるFR4を少なくとも含むものである。
なかでも、Chothia法により決定される抗体残基番号1〜112のアミノ酸配列又は抗体残基番号1〜113のアミノ酸配列からなるものであって、抗体残基番号112のアミノ酸残基がシステインであるものがより好ましく、Chothia法により決定される抗体残基番号1〜113のアミノ酸配列からなるものであって、抗体残基番号112のアミノ酸残基がシステインであるものが特に好ましい。
なお、CDR1〜3は、Chothia法、Kabat法、IMGT法またはその他の方法に従い、あるいはこれらを総合的に考慮して決定すればよい。
The VH region used here has at least a site sufficient to recognize a specific antigen and have specific affinity, and the amino acid residue of antibody residue number 112 by the Chothia method is cysteine. There is something.
The position of the cysteine is a position determined by the Chothia method, but if it is the same position as the amino acid residue, methods other than the Chothia method, for example, those defined by the Kabat method and IMGT method are also included.
Specifically, the VH region in the present invention is a framework in which the amino acid residue of antibody residue number 112 determined by the Chothia method in the three CDRs 1 to 3 in the heavy chain of an antibody against the target antigen molecule is cysteine. It contains at least the region (FR) 4, and preferably comprises the amino acid residues of antibody residues No. 112 determined by the three CDRs 1-3, FR1-3, and Chothia method in the heavy chain of the antibody against the target antigen molecule. It contains at least FR4 whose group is cysteine.
Especially, it consists of the amino acid sequence of antibody residue Nos. 1-112 determined by the Chothia method or the amino acid sequence of antibody residues No. 1-113, and the amino acid residue of antibody residue No. 112 is cysteine. More preferred are those consisting of the amino acid sequence of antibody residues Nos. 1-113 determined by the Chothia method, wherein the amino acid residue of antibody residue No. 112 is cysteine.
The CDRs 1 to 3 may be determined according to the Chothia method, the Kabat method, the IMGT method, other methods, or comprehensively considering them.

本発明に係るVH(112C)−SARAHは、上記のVH領域のC末端と上記のSARAHドメインのN末端とが結合したものである。VH領域とSARAHドメインとは、直接結合していても、リンカー配列を介して結合していてもよいが、VH(112C)−SARAHの発現効率やリフォールドの効率が高いことから、リンカー配列を介するほうが好ましい。リンカー配列の長さとしては、通常1〜4アミノ酸残基、好ましくは2アミノ酸残基である。リンカー配列としては、本発明のフラグメント抗体の性質に悪影響を及ぼさないものであれば特に限定されないが、例えば、Gly−Ser、Gly−Gly、Ser−Ser等が挙げられる。   VH (112C) -SARAH according to the present invention is a combination of the C-terminus of the VH region and the N-terminus of the SARAH domain. The VH region and the SARAH domain may be bound directly or via a linker sequence. However, since the expression efficiency and refolding efficiency of VH (112C) -SARAH are high, the linker sequence is It is preferable to pass through. The length of the linker sequence is usually 1 to 4 amino acid residues, preferably 2 amino acid residues. The linker sequence is not particularly limited as long as it does not adversely affect the properties of the fragment antibody of the present invention, and examples thereof include Gly-Ser, Gly-Gly, and Ser-Ser.

以下に本発明のVH(112C)−SARAHを模式的に示す。

Figure 2018088403
(Xはアミノ酸残基、mは0〜4の整数、−[X]m−はリンカー配列をそれぞれ表す。)The VH (112C) -SARAH of the present invention is schematically shown below.
Figure 2018088403
(X represents an amino acid residue, m represents an integer of 0 to 4, and-[X] m- represents a linker sequence.)

[VL−SARAH(37C)]
ここで用いられるSARAHドメインは、N末端側の短いヘリックス(h1)とC末端側の長いヘリックス(h2)により構成される通常42〜54個、好ましくは43〜49個、より好ましくは47〜49個、特に好ましくは49個のアミノ酸残基からなるドメイン(ペプチド)であって、他のSARAHドメインと、それぞれのh2間で逆平行コイルドコイルを形成するという性質を有するものであって、且つC末端から13番目のアミノ酸残基がシステインであるものである。尚、h1は好ましくは5〜7個、h2は好ましくは38〜42個のアミノ酸残基からなる。なかでも2つのSARAHドメインがh2間で逆平行コイルドコイルを形成する際に、2つのSARAHドメインの(2つのh1の)両N末端の間の距離が35Å〜45Åとなるものが好ましく、39Å〜41Åとなるものがより好ましく、40Åとなるものが特に好ましい
このようなSARAHドメインとしては、上記の本発明のVH(112C)−SARAHにおけるSARAHドメインのC末端から13番目のアミノ酸残基がシステインに置換(変異)したものが挙げられる。
具体的には例えばヒトMammalian sterile 20−like kinase 1(Mst1)のSARAHドメイン、ヒトMammalian sterile 20−like kinase 2(Mst2)のSARAHドメイン、ショウジョウバエのHippoのSARAHドメイン、ショウジョウバエRASSFのSARAHドメイン、ヒトRASSF5のSARAHドメイン、ヒトRASSF1のSARAHドメイン、ヒトWW45のSARAHドメイン、ショウジョウバエSavのSARAHドメイン等が挙げられ、更にこれらのうちの一つ(好ましくはヒトMst1のSARAHドメイン)と通常85%以上の配列相同性、好ましくは90%以上の配列相同性、より好ましくは95%以上の配列相同性を有するものであって、且つそのC末端から13番目のアミノ酸残基がシステインに置換(変異)したもの等が挙げられる。
より具体的には、例えば、配列番号9で示されるもの(Mst1のSARAHドメインのC末端から13番目のアミノ酸残基がシステインに置換(変異)したもの)、配列番号10で示されるもの(Mst2のSARAHドメインのC末端から13番目のアミノ酸残基がシステインに置換(変異)したもの)、配列番号11で示されるもの(HippoのSARAHドメインのC末端から13番目のアミノ酸残基がシステインに置換(変異)したもの)、配列番号12で示されるもの(RASSFのSARAHドメインのC末端から13番目のアミノ酸残基がシステインに置換(変異)したもの)、配列番号13で示されるもの(RASSF5のSARAHドメインのC末端から13番目のアミノ酸残基がシステインに置換(変異)したもの)、配列番号14で示されるもの(RASSF1のSARAHドメインのC末端から13番目のアミノ酸残基がシステインに置換(変異)したもの)、配列番号15で示されるもの(WW45のSARAHドメインのC末端から13番目のアミノ酸残基がシステインに置換(変異)したもの)、配列番号16で示されるもの(SavのSARAHドメインのC末端から13番目のアミノ酸残基がシステインに置換(変異)したもの)等が好ましく、配列番号9〜10で示されるものがより好ましく、配列番号9で示されるものが特に好ましい。なお、上記の性質を有するものであれば、配列番号9〜16で示されるものは、その配列中の1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたものであってもよい。ここで、数個とは5個以下、好ましくは3個以下、より好ましくは2個以下の自然数を表す。このようなものとしては、例えば配列番号9〜16において、C末端から26番目のアミノ酸残基がシステインに置換(変異)しているもの等が挙げられる。
[VL-SARAH (37C)]
The SARAH domain used here is usually 42 to 54, preferably 43 to 49, more preferably 47 to 49, composed of a short helix (h1) on the N-terminal side and a long helix (h2) on the C-terminal side. Domain, particularly preferably 49 amino acid residues (peptides) having the property of forming an antiparallel coiled coil between each h2 and another SARAH domain, and the C-terminal To the thirteenth amino acid residue is cysteine. H1 preferably consists of 5 to 7 amino acids, and h2 preferably consists of 38 to 42 amino acid residues. In particular, when two SARAH domains form an antiparallel coiled coil between h2, it is preferable that the distance between both N-terminals (of two h1) of the two SARAH domains is 35 to 45 mm, and 39 to 41 mm. The SARAH domain is more preferably 40 Å. As such a SARAH domain, the 13th amino acid residue from the C-terminal of the SARAH domain in the VH (112C) -SARAH of the present invention described above is substituted with cysteine. (Mutated).
Specifically, for example, the SARAH domain of human Mammalian sterile 20-like kinase 1 (Mst1), the SARAH domain of human Mammalian sterile 20-like kinase 2 (Mst2), the SARAH domain of Drosophila Hippo SRAH, SARAH domain, human RASSF1 SARAH domain, human WW45 SARAH domain, Drosophila SAVH SARAH domain, etc., and more than 85% of sequence homology with one of these (preferably SARAH domain of human Mst1) Having a sequence homology of preferably 90% or more, more preferably 95% or more. Te, and amino acid residues 13 th from the C-terminus and the like obtained by substituting (mutation) to a cysteine.
More specifically, for example, the one shown by SEQ ID NO: 9 (the 13th amino acid residue from the C-terminal of the SARAH domain of Mst1 is substituted (mutated) with cysteine), the one shown by SEQ ID NO: 10 (Mst2 The 13th amino acid residue from the C-terminal of the SARAH domain of (SEQ. (Mutated)), represented by SEQ ID NO: 12 (in which the 13th amino acid residue from the C-terminal of the RASSF SARAH domain is substituted (mutated) by cysteine), represented by SEQ ID NO: 13 (in RASSF5) The 13th amino acid residue from the C-terminal of the SARAH domain is substituted (mutated) with cysteine , Represented by SEQ ID NO: 14 (where the 13th amino acid residue from the C-terminal of the RASSF1 SARAH domain is substituted (mutated) with cysteine), or represented by SEQ ID NO: 15 (from the C-terminal of the SAR45 domain of WW45) 13th amino acid residue is substituted (mutated) with cysteine), represented by SEQ ID NO: 16 (13th amino acid residue from the C-terminal of SAV SARAH domain is substituted (mutated) with cysteine), etc. Are preferred, those represented by SEQ ID NOs: 9 to 10 are more preferred, and those represented by SEQ ID NO: 9 are particularly preferred. In addition, as long as it has said property, what is shown by sequence number 9-16 may be a thing by which the 1 or several amino acid in the sequence | arrangement was deleted, substituted, or added. Here, several represents a natural number of 5 or less, preferably 3 or less, more preferably 2 or less. As such, for example, in SEQ ID NOs: 9 to 16, the 26th amino acid residue from the C-terminus is substituted (mutated) with cysteine.

また、本発明に係るVL−SARAH(37C)におけるSARAHドメインは、本発明に係るVH(112C)−SARAHにおけるSARAHドメインと同じSARAHドメインに由来するものであっても、異なるSARAHドメインに由来するものであってもよく、逆平行コイルドコイルを形成しやすいものであれば、その同一性は問わない。
本発明に係るVH(112C)−SARAHにおけるSARAHドメインと本発明に係るVL−SARAH(37C)におけるSARAHドメインとの具体的な好ましい組み合わせとしては、配列番号1で示されるものと配列番号13で示されるものとの組み合わせ、配列番号5で示されるものと配列番号9で示されるものとの組み合わせ、配列番号1で示されるものと配列番号9で示されるものとの組み合わせ、配列番号2で示されるものと配列番号10で示されるものとの組み合わせ、配列番号3で示されるものと配列番号11で示されるものとの組み合わせ、配列番号4で示されるものと配列番号12で示されるものとの組み合わせ、配列番号5で示されるものと配列番号13で示されるものとの組み合わせ、配列番号6で示されるものと配列番号14で示されるものとの組み合わせ、配列番号7で示されるものと配列番号15で示されるものとの組み合わせ、配列番号8で示されるものと配列番号16で示されるものとの組み合わせが好ましく、配列番号1で示されるものと配列番号9で示されるものとの組み合わせ、配列番号2で示されるものと配列番号10で示されるものとの組み合わせ、配列番号1で示されるものと配列番号13で示されるもの、配列番号5で示されるものと配列番号9で示されるものとの組み合わせがより好ましい。上記配列番号1〜16で示されるものは、その配列中の1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたものであってもよい。ここで、数個とは5個以下、好ましくは3個以下、より好ましくは2個以下の自然数を表す。
本発明に係るVL−SARAH(37C)におけるSARAHドメインは、天然に存在するタンパク質に由来するSARAHドメインであっても、天然に存在するタンパク質に由来するSARAHドメインをもとに人工的にデザインしたものであっても何れでもよい。
天然に存在するタンパク質に由来するSARAHドメインは、通常、当該タンパク質を有する生物種を問わないが、本発明のフラグメント抗体を医薬として用いる場合には、抗原性の面から、実際の利用に際して投与することになる動物と同一の生物種に由来するものが好ましい。
Moreover, even if the SARAH domain in VL-SARAH (37C) according to the present invention is derived from the same SARAH domain as the SARAH domain in VH (112C) -SARAH according to the present invention, it is derived from a different SARAH domain As long as it is easy to form an antiparallel coiled coil, the identity is not limited.
A specific preferred combination of the SARAH domain in the VH (112C) -SARAH according to the present invention and the SARAH domain in the VL-SARAH (37C) according to the present invention is shown by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 13. A combination of those shown in SEQ ID NO: 5 and a combination shown in SEQ ID NO: 9, a combination of those shown in SEQ ID NO: 1 and those shown in SEQ ID NO: 9, and a combination shown in SEQ ID NO: 2. A combination of the one shown in SEQ ID NO: 10, a combination of the one shown in SEQ ID NO: 3 and the one shown in SEQ ID NO: 11, a combination of the one shown in SEQ ID NO: 4 and the one shown in SEQ ID NO: 12. A combination of the one shown in SEQ ID NO: 5 and the one shown in SEQ ID NO: 13, And the combination shown in SEQ ID NO: 14, the combination shown in SEQ ID NO: 7 and the combination shown in SEQ ID NO: 15, and the combination shown in SEQ ID NO: 8 and the combination shown in SEQ ID NO: 16. Preferably, the combination shown by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 9, the combination shown by SEQ ID NO: 2 and the one shown by SEQ ID NO: 10, the combination shown by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: More preferred is a combination of the one shown in FIG. 13, the one shown in SEQ ID NO: 5 and the one shown in SEQ ID NO: 9. Those represented by SEQ ID NOs: 1 to 16 may be those in which one or several amino acids in the sequence are deleted, substituted or added. Here, several represents a natural number of 5 or less, preferably 3 or less, more preferably 2 or less.
The SARAH domain in VL-SARAH (37C) according to the present invention is an artificially designed SARAH domain derived from a naturally occurring protein, even if it is a SARAH domain derived from a naturally occurring protein. It may be either.
A SARAH domain derived from a naturally occurring protein is usually used regardless of the species having the protein. However, when the fragment antibody of the present invention is used as a medicine, it is administered in actual use from the viewpoint of antigenicity. Those derived from the same species as the animal to be used are preferred.

本発明におけるVL領域としては、少なくとも特定領域の抗原を認識して特異的な親和性を有するのに十分な部位を含んでいればよく、例えば、目的とする抗原分子に対する抗体の軽鎖における3つのCDR1〜3を少なくとも含むもの、好ましくは目的とする抗原分子に対する抗体の軽鎖における3つのCDR1〜3とFR1〜4を少なくとも含むものが挙げられる。
なかでも、Chothia法により決定される抗体残基番号1〜107のアミノ酸配列からなるものがより好ましい。
なお、CDR1〜3は、Chothia法、Kabat法、IMGT法またはその他の方法に従い、あるいはこれらを総合的に考慮して決定すればよい。
The VL region in the present invention is sufficient if it contains at least a site sufficient to recognize an antigen in a specific region and have a specific affinity, for example, 3 in the light chain of an antibody against the target antigen molecule. One containing at least one CDR1 to 3, preferably one containing at least three CDR1 to 1-3 and FR1 to 4 in the light chain of an antibody against the target antigen molecule.
Especially, what consists of an amino acid sequence of the antibody residue numbers 1-107 determined by Chothia method is more preferable.
The CDRs 1 to 3 may be determined according to the Chothia method, the Kabat method, the IMGT method, other methods, or comprehensively considering them.

本発明のVL−SARAH(37C)は、上記のVL領域のC末端と上記のSARAHドメインのN末端とが結合したものである。VL領域とSARAHドメインとは、直接結合していても、リンカー配列を介して結合していてもよいが、VL−SARAH(37C)の発現効率やリフォールドの効率が高いことから、リンカー配列を介して結合しているほうが好ましい。リンカー配列の長さとしては、通常1〜4アミノ酸残基、好ましくは2アミノ酸残基である。リンカー配列としては、本発明のフラグメント抗体の性質に悪影響を及ぼさないものであれば特に限定されないが、例えば、Gly−Ser、Gly−Gly、Ser−Ser等が挙げられる。   The VL-SARAH (37C) of the present invention is a combination of the C-terminal of the VL region and the N-terminal of the SARAH domain. The VL region and the SARAH domain may be bound directly or via a linker sequence. However, since the expression efficiency of VL-SARAH (37C) and the efficiency of refolding are high, the linker sequence is It is more preferable that it couple | bonds through. The length of the linker sequence is usually 1 to 4 amino acid residues, preferably 2 amino acid residues. The linker sequence is not particularly limited as long as it does not adversely affect the properties of the fragment antibody of the present invention, and examples thereof include Gly-Ser, Gly-Gly, and Ser-Ser.

以下に本発明に係るVL−SARAH(37C)を模式的に示す。

Figure 2018088403
(Yはアミノ酸残基、lは0〜4の整数、−[Y]l−はリンカー配列をそれぞれ表す。)The VL-SARAH (37C) according to the present invention is schematically shown below.
Figure 2018088403
(Y represents an amino acid residue, l represents an integer of 0 to 4, and-[Y] l- represents a linker sequence.)

[フラグメント抗体]
本発明のフラグメント抗体は、本発明に係るVH(112C)−SARAHと本発明に係るVL−SARAH(37C)との複合体からなるものである。
より具体的には、本発明に係るVH(112C)−SARAHにおけるSARAHドメインのh2と本発明に係るVL−SARAH(37C)におけるSARAHドメインのh2とが、逆平行のコイルドコイルを形成することによって結合しており、更に、VH(112C)−SARAHにおけるVH領域のChothia法による抗体残基番号112のシステイン残基とVL−SARAH(37C)におけるSARAHドメインのC末端から13番目のシステイン残基とがジスルフィド結合により結合しているものである。
本発明のフラグメント抗体は、このような特殊な結合様式により結合しているため、抗原結合活性を有しているだけでなく、Fv−clasp(v1)よりも耐熱性が高く安定であり、また、大腸菌発現系で得られるものであっても、Fv−clasp(v1)よりも、それ自体及び抗原分子との複合体の結晶化能が高い。これにより、本発明のフラグメント抗体は、従来のフラグメント抗体や抗体では困難であった抗原決定部位の立体構造解析を容易に行うことができる。
さらに、本発明のフラグメント抗体は、当該特殊な結合様式により結合しているため、タンパク質、特に、難結晶化タンパク質との複合体の結晶化を促進する働きを有しており、タンパク質結晶化促進用フラグメント抗体として特に有用である。
なお、本明細書において「結晶化能が高い」とは、本発明のフラグメント抗体を用いてそれ自体又は抗原分子との複合体の結晶化を行った場合において、高分解能の結晶が得られる、又は/及び所謂スクリーニング段階においてより多くの結晶が得られることを意味する。
[Fragment antibody]
The fragment antibody of the present invention comprises a complex of VH (112C) -SARAH according to the present invention and VL-SARAH (37C) according to the present invention.
More specifically, h2 of the SARAH domain in the VH (112C) -SARAH according to the present invention and h2 of the SARAH domain in the VL-SARAH (37C) according to the present invention are combined by forming an antiparallel coiled coil. Furthermore, the cysteine residue of antibody residue number 112 by the Chothia method of the VH region in VH (112C) -SARAH and the 13th cysteine residue from the C-terminal of the SARAH domain in VL-SARAH (37C) They are linked by disulfide bonds.
Since the fragment antibody of the present invention is bound by such a special binding mode, it not only has antigen-binding activity, but also has higher heat resistance and stability than Fv-class (v1), and Even those obtained in an E. coli expression system have higher crystallization ability of themselves and complexes with antigen molecules than Fv-clasp (v1). As a result, the fragment antibody of the present invention can easily perform a three-dimensional structure analysis of an antigen determination site, which has been difficult with conventional fragment antibodies and antibodies.
Furthermore, since the fragment antibody of the present invention is bound by the special binding mode, it has a function of promoting crystallization of a complex with a protein, particularly a difficult-to-crystallize protein, and promotes protein crystallization. It is particularly useful as a fragment antibody.
In the present specification, “high crystallization ability” means that, when the fragment antibody of the present invention is used to crystallize itself or a complex with an antigen molecule, a high-resolution crystal is obtained. Or / and means that more crystals are obtained in the so-called screening stage.

以下に本発明のフラグメント抗体を模式的に示す。

Figure 2018088403
(図中、X、Y、l、及びmは前記と同じ)The fragment antibody of the present invention is schematically shown below.
Figure 2018088403
(In the figure, X, Y, l and m are the same as above)

[本発明のフラグメント抗体の調製方法]
本発明のフラグメント抗体は、そのアミノ酸配列に従って、一般的な化学的製法により製造することができる。例えば、フルオレニルメチルオキシカルボニル法(Fmoc法)、t−ブチルオキシカルボニル法(tBoc法)等の通常の化学的製法(化学合成法)により、本発明のフラグメント抗体を得ることができる。また、市販のペプチド合成機を用いて化学合成することもできる。
[Method for Preparing Fragment Antibody of the Present Invention]
The fragment antibody of the present invention can be produced by a general chemical production method according to its amino acid sequence. For example, the fragment antibody of the present invention can be obtained by an ordinary chemical production method (chemical synthesis method) such as the fluorenylmethyloxycarbonyl method (Fmoc method) and the t-butyloxycarbonyl method (tBoc method). It can also be chemically synthesized using a commercially available peptide synthesizer.

さらに、本発明のフラグメント抗体は、本発明のフラグメント抗体をコードする核酸分子を適当なプラスミドやファージなどの発現ベクターに組み込み、宿主細胞を組換え発現ベクターを用いて形質転換(又は形質導入)させ、得られた宿主細胞を増幅させて、細胞内又は細胞外に分泌させる、という遺伝子組み換え技術を用いた周知の方法でも得ることができる。   Furthermore, the fragment antibody of the present invention incorporates a nucleic acid molecule encoding the fragment antibody of the present invention into an appropriate expression vector such as a plasmid or phage, and transforms (or transduces) the host cell using the recombinant expression vector. Alternatively, the obtained host cell can be amplified and secreted into or out of the cell by a well-known method using a gene recombination technique.

本発明のフラグメント抗体の調製方法について、遺伝子組換技術により調製する場合、例えば以下の工程に従って調製する方法が挙げられる。
(1)遺伝子組換・発現工程
(2)精製工程
要すれば、(1)遺伝子組換・発現工程の後、可溶化工程、リフォールディング工程、濃縮工程等を行ってもよい。
When preparing the fragment antibody of the present invention by gene recombination technology, for example, a method of preparing according to the following steps may be mentioned.
(1) Gene recombination / expression step (2) Purification step If necessary, a solubilization step, refolding step, concentration step, etc. may be performed after the gene recombination / expression step.

[(1)遺伝子組換・発現工程]
(1)遺伝子組換・発現工程は、本発明に係るVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列を有するベクター(以下、本発明に係るVH(112C)−SARAH発現用組換ベクターと略記する場合がある)、又は本発明に係る上記VL−SARAH(37C)をコードする核酸配列を有するベクター(以下、本発明に係るVL−SARAH(37C)発現用組換ベクターと略記する場合がある)を宿主に遺伝子導入し、遺伝子導入を行った宿主を培養することにより、本発明に係るVH(112C)−SARAH、本発明に係るVL−SARAH(37C)又は本発明のフラグメント抗体を含む、粗抽出液、培養液(培養上清)又は沈殿を調製する工程である。
[(1) Gene recombination / expression process]
(1) The gene recombination / expression step is a vector having a nucleic acid sequence encoding VH (112C) -SARAH according to the present invention (hereinafter abbreviated as a VH (112C) -SARAH expression recombinant vector according to the present invention. Or a vector having a nucleic acid sequence encoding the above VL-SARAH (37C) according to the present invention (hereinafter sometimes abbreviated as a VL-SARAH (37C) expression recombinant vector according to the present invention) Is introduced into the host, and the host into which the gene has been introduced is cultured to obtain a crude product containing VH (112C) -SARAH according to the present invention, VL-SARAH (37C) according to the present invention, or a fragment antibody of the present invention. This is a step of preparing an extract, a culture solution (culture supernatant) or a precipitate.

本発明に係るVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列は、少なくとも上記VH(112C)−SARAHにおけるVH領域をコードする核酸配列の3’末端と上記SARAHドメインをコードする核酸配列の5’末端とが結合した核酸配列を有していればよく、スタートコドン、ストップコドン、リンカー配列をコードする核酸配列、及びタグをコードする配列等遺伝子工学の分野においてタンパク質の調製のために用いられる核酸配列等を含んでいてもよい。
上記VH(112C)−SARAHにおけるVH領域をコードする核酸配列と上記SARAHドメインをコードする核酸配列とは、直接結合していても、リンカー配列を介して結合していてもよいが、VH(112C)−SARAHの発現効率やリフォールドの効率が高いことから、リンカー配列を介して結合しているほうが好ましい。
リンカー配列をコードする核酸配列の長さとしては、通常3〜12塩基、好ましくは6塩基である。リンカー配列をコードする核酸配列としては、本発明に係るVH(112C)−SARAH及び本発明のフラグメント抗体の性質に悪影響を及ぼさないものであれば特に限定されないが、例えば、Gly−Serをコードする核酸配列、Gly−Glyをコードする核酸配列、Ser−Serをコードする核酸配列等が挙げられ、Gly−Serをコードする核酸配列が好ましい。
The nucleic acid sequence encoding VH (112C) -SARAH according to the present invention includes at least the 3 ′ end of the nucleic acid sequence encoding the VH region in the VH (112C) -SARAH and the 5 ′ end of the nucleic acid sequence encoding the SARAH domain. A nucleic acid sequence used for the preparation of a protein in the field of genetic engineering, such as a nucleic acid sequence encoding a start codon, a stop codon, a linker sequence, and a sequence encoding a tag. Etc. may be included.
The nucleic acid sequence encoding the VH region in the VH (112C) -SARAH and the nucleic acid sequence encoding the SARAH domain may be bound directly or via a linker sequence. ) -SARAH expression efficiency and refolding efficiency are high, and therefore, it is preferable to bind via a linker sequence.
The length of the nucleic acid sequence encoding the linker sequence is usually 3 to 12 bases, preferably 6 bases. The nucleic acid sequence encoding the linker sequence is not particularly limited as long as it does not adversely affect the properties of VH (112C) -SARAH according to the present invention and the fragment antibody of the present invention. For example, it encodes Gly-Ser. Examples thereof include a nucleic acid sequence, a nucleic acid sequence encoding Gly-Gly, a nucleic acid sequence encoding Ser-Ser, and the like, and a nucleic acid sequence encoding Gly-Ser is preferred.

本発明に係るVL−SARAH(37C)をコードする核酸配列は、少なくとも上記VL領域をコードする核酸配列の3’末端と上記VL−SARAH(37C)におけるSARAHドメインをコードする核酸配列の5’末端とが結合した核酸配列を有していればよく、スタートコドン、ストップコドン、リンカー配列をコードする核酸配列、及びタグをコードする配列等遺伝子工学の分野においてタンパク質の調製のために用いられる核酸配列等を含んでいてもよい。
上記VL領域をコードする核酸配列と上記VL−SARAH(37C)における上記SARAHドメインをコードする核酸配列とは、直接結合していても、リンカー配列を介して結合していてもよいが、VL−SARAH(37C)の発現効率やリフォールドの効率が高いことから、リンカー配列を介して結合するほうが好ましい。
リンカー配列をコードする核酸配列の長さとしては、通常3〜12塩基、好ましくは6塩基である。リンカー配列をコードする核酸配列としては、本発明に係るVL−SARAH(37C)及び本発明のフラグメント抗体の性質に悪影響を及ぼさないものであれば特に限定されないが、例えば、Gly−Serをコードする核酸配列、Gly−Glyをコードする核酸配列、Ser−Serをコードする核酸配列等が挙げられ、Gly−Serをコードする核酸配列が好ましい。
The nucleic acid sequence encoding VL-SARAH (37C) according to the present invention includes at least the 3 ′ end of the nucleic acid sequence encoding the VL region and the 5 ′ end of the nucleic acid sequence encoding the SARAH domain in the VL-SARAH (37C). A nucleic acid sequence used for the preparation of a protein in the field of genetic engineering, such as a nucleic acid sequence encoding a start codon, a stop codon, a linker sequence, and a sequence encoding a tag. Etc. may be included.
The nucleic acid sequence encoding the VL region and the nucleic acid sequence encoding the SARAH domain in the VL-SARAH (37C) may be bound directly or via a linker sequence. Since the expression efficiency of SARAH (37C) and the efficiency of refolding are high, it is preferable to bind via a linker sequence.
The length of the nucleic acid sequence encoding the linker sequence is usually 3 to 12 bases, preferably 6 bases. The nucleic acid sequence encoding the linker sequence is not particularly limited as long as it does not adversely affect the properties of VL-SARAH (37C) according to the present invention and the fragment antibody of the present invention. For example, it encodes Gly-Ser. Examples include a nucleic acid sequence, a nucleic acid sequence encoding Gly-Gly, a nucleic acid sequence encoding Ser-Ser, and the like, and a nucleic acid sequence encoding Gly-Ser is preferred.

上記本発明に係るVH(112C)−SARAH発現用組換ベクター、又は本発明に係るVL−SARAH(37C)発現用組換ベクター(以下、当該2つの発現用組換ベクターをあわせて、本発明に係る発現用組換ベクターと略記する場合がある)は、少なくとも本発明に係るVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列を有するベクター、又は本発明に係るVL−SARAH(37C)をコードする核酸配列を有するベクターであって、宿主中で本発明に係るVH(112C)−SARAH、又は本発明に係るVL−SARAH(37C)を発現し、生産する機能を有するものであれば特に制限されない。   The VH (112C) -SARAH expression recombinant vector according to the present invention or the VL-SARAH (37C) expression recombinant vector according to the present invention (hereinafter, the two expression recombinant vectors are combined to form the present invention). May be abbreviated as a recombinant vector for expression according to the present invention) at least a vector having a nucleic acid sequence encoding VH (112C) -SARAH according to the present invention, or VL-SARAH (37C) according to the present invention. A vector having a nucleic acid sequence is not particularly limited as long as it has a function of expressing and producing VH (112C) -SARAH according to the present invention or VL-SARAH (37C) according to the present invention in a host. .

本発明に係るVH(112C)−SARAH発現用組換ベクターとしては、例えば、常法のクローニング技術に従い、配列番号41、配列番号45、配列番号46、配列番号47、配列番号48、配列番号49、配列番号50、配列番号51、及び配列番号52等の本発明に係るVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列を、例えば、pET16bベクター(Novagen社製)、pcDNA3.1ベクター(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)、pCAG−Neoベクター(和光純薬工業(株)製)等の発現ベクターに組み込んだベクターが挙げられる。
本発明に係るVL−SARAH(37C)発現用組換ベクターとしては、例えば、常法のクローニング技術に従い、配列番号42、配列番号53、配列番号54、配列番号55、配列番号56、配列番号57、配列番号58、配列番号59、及び配列番号60等の本発明に係るVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列を、例えば、pET16bベクター(Novagen社製)、pcDNA3.1ベクター(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)、pCAG−Neoベクター(和光純薬工業(株)製)等の発現ベクターに組み込んだベクターが挙げられる。
Examples of the recombinant vector for VH (112C) -SARAH expression according to the present invention include SEQ ID NO: 41, SEQ ID NO: 45, SEQ ID NO: 46, SEQ ID NO: 47, SEQ ID NO: 48, SEQ ID NO: 49 according to a conventional cloning technique. , SEQ ID NO: 50, SEQ ID NO: 51, SEQ ID NO: 52 and other nucleic acid sequences encoding VH (112C) -SARAH according to the present invention, for example, pET16b vector (manufactured by Novagen), pcDNA3.1 vector (Thermo Fisher Scientific) And a vector incorporated into an expression vector such as pCAG-Neo vector (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
Examples of the recombinant vector for expression of VL-SARAH (37C) according to the present invention include, for example, according to a conventional cloning technique, SEQ ID NO: 42, SEQ ID NO: 53, SEQ ID NO: 54, SEQ ID NO: 55, SEQ ID NO: 56, SEQ ID NO: 57. , SEQ ID NO: 58, SEQ ID NO: 59, SEQ ID NO: 60 and other nucleic acid sequences encoding VH (112C) -SARAH according to the present invention, for example, pET16b vector (manufactured by Novagen), pcDNA3.1 vector (Thermo Fisher Scientific) And a vector incorporated into an expression vector such as pCAG-Neo vector (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).

本発明に係る発現用組換ベクターの調製方法としては、最終的に、本発明に係るVH(112C)−SARAH、又は本発明に係るVL−SARAH(37C)をコードする核酸配列を有するベクターが得られる方法であれば、遺伝子組換による発現用組換ベクターの調製方法に関する公知の方法に準じて行えばよく、特に制限されない。
例えば、発現ベクターに本発明に係るVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列、又は本発明に係るVL−SARAH(37C)をコードする核酸配列を遺伝子導入する方法が挙げられる。
当該本発明に係るVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列、又は本発明に係るVL−SARAH(37C)をコードする核酸配列は、当該核酸配列の全長を一度に発現ベクターに遺伝子導入しても、複数回に分けて遺伝子導入してもよい。
即ち、本発明に係る発現用組換ベクターは、予め本発明に係るVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列の部分配列、又は本発明に係るVL−SARAH(37C)をコードする核酸配列の部分配列を導入した発現用組換ベクターに、さらに本発明に係るVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列の残りの部分配列、又は本発明に係るVL−SARAH(37C)をコードする核酸配列の残りの部分配列を導入することにより得てもよい。
As a method for preparing a recombinant vector for expression according to the present invention, finally, a vector having a nucleic acid sequence encoding VH (112C) -SARAH according to the present invention or VL-SARAH (37C) according to the present invention. Any method can be used as long as it is a known method relating to a method for preparing a recombinant vector for expression by gene recombination, and is not particularly limited.
For example, a method of introducing a nucleic acid sequence encoding VH (112C) -SARAH according to the present invention or a nucleic acid sequence encoding VL-SARAH (37C) according to the present invention into an expression vector can be mentioned.
The nucleic acid sequence encoding the VH (112C) -SARAH according to the present invention or the nucleic acid sequence encoding VL-SARAH (37C) according to the present invention is obtained by introducing the entire length of the nucleic acid sequence into an expression vector at once. Alternatively, gene transfer may be performed in multiple steps.
That is, the recombinant vector for expression according to the present invention is a partial sequence of a nucleic acid sequence encoding VH (112C) -SARAH according to the present invention or a nucleic acid sequence encoding VL-SARAH (37C) according to the present invention. Recombinant expression vector into which the partial sequence has been introduced, the remaining partial sequence of the nucleic acid sequence encoding VH (112C) -SARAH according to the present invention, or the nucleic acid sequence encoding VL-SARAH (37C) according to the present invention May be obtained by introducing the remaining partial sequences.

本発明に係るVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列の部分配列、又は本発明に係るVL−SARAH(37C)をコードする核酸配列の部分配列と、本発明に係るVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列の残りの部分配列、又は本発明に係るVL−SARAH(37C)をコードする核酸配列の残りの部分配列とは、最終的に本発明に係るVH(112C)−SARAH又は本発明に係るVL−SARAH(37C)を発現し、生産する機能を有するベクターが得られれば、元となる本発明に係るVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列、又は本発明に係るVL−SARAH(37C)をコードする核酸配列のいずれの箇所で分けてもよい。   A partial sequence of a nucleic acid sequence encoding VH (112C) -SARAH according to the present invention, or a partial sequence of a nucleic acid sequence encoding VL-SARAH (37C) according to the present invention, and VH (112C) -SARAH according to the present invention The remaining partial sequence of the nucleic acid sequence encoding VL-SARAH (37C) according to the present invention is the final partial sequence of VH (112C) -SARAH or the present invention according to the present invention. If a vector having the function of expressing and producing VL-SARAH (37C) according to the invention is obtained, the nucleic acid sequence encoding the original VH (112C) -SARAH according to the present invention, or the VL- It may be separated at any position of the nucleic acid sequence encoding SARAH (37C).

本発明に係るVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列の部分配列と本発明に係るVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列の残りの部分配列との組み合わせとしては、例えば、[本発明に係るVH(112C)−SARAH中のVH領域をコードする核酸配列と、本発明に係るVH(112C)−SARAH中のSARAHドメインをコードする配列]の組み合わせ、[本発明に係るVH(112C)−SARAH中のVH領域及びリンカーをコードする配列と、本発明に係るVH(112C)−SARAH中のSARAHドメインをコードする核酸配列の組み合わせ]、[本発明に係るVH(112C)−SARAH中のVH領域をコードする核酸配列と、本発明に係るVH(112C)−SARAH中のSARAHドメイン及びリンカーをコードする配列]の組み合わせ等が挙げられる。
本発明に係るVL−SARAH(37C)をコードする核酸配列の部分配列と本発明に係るVL−SARAH(37C)をコードする核酸配列の残りの部分配列との組み合わせとしては、例えば、[本発明に係るVL−SARAH(37C)中のVL領域をコードする核酸配列と本発明に係るVL−SARAH(37C)中のSARAHドメインをコードする核酸配列]の組み合わせ、[本発明に係るVL−SARAH(37C)中のVL領域をコードする核酸配列と本発明に係るVL−SARAH(37C)中のSARAHドメイン及びリンカーをコードする核酸配列]の組み合わせ、[本発明に係るVL−SARAH(37C)中のVL領域及びリンカーをコードする核酸配列と本発明に係るVL−SARAH(37C)中のSARAHドメインをコードする核酸配列の組み合わせ]等が挙げられる。
即ち、本発明に係る発現用組換ベクターの調製においては、本発明に係るVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列の部分配列、又は本発明に係るVL−SARAH(37C)をコードする核酸配列の部分配列を有するベクター(以下、中間体ベクターと略記する場合がある)を得てもよく、例えば、本発明に係るVH(112C)−SARAH中のSARAHドメインをコードする核酸配列を有するベクター、本発明に係るVH(112C)−SARAH中のSARAHドメイン及びリンカーをコードする核酸配列を有するベクター、本発明に係るVL−SARAH(37C)中のSARAHドメインをコードする核酸配列を有するベクター、本発明に係るVL−SARAH(37C)中のSARAHドメイン及びリンカーをコードする核酸配列を有するベクター等が挙げられる。これらの中間体ベクターは、リンカーをコードする核酸配列又は本発明に係るVH(112C)−SARAH中のSARAHドメインをコードする核酸配列の上流にNdeI、NcoI等の制限酵素配列を含んでいてもよい。
The combination of the partial sequence of the nucleic acid sequence encoding VH (112C) -SARAH according to the present invention and the remaining partial sequence of the nucleic acid sequence encoding VH (112C) -SARAH according to the present invention includes, for example, [the present invention A combination of a nucleic acid sequence encoding the VH region in VH (112C) -SARAH according to the present invention and a sequence encoding the SARAH domain in VH (112C) -SARAH according to the present invention, [VH (112C) according to the present invention] -A combination of a sequence encoding the VH region and linker in SARAH and a nucleic acid sequence encoding the SARAH domain in VH (112C) -SARAH according to the present invention], [VH (112C) -SARAH in the present invention] Nucleic acid sequences encoding VH regions and SARA in VH (112C) -SARAH according to the invention Combinations of sequences] encoding domains and the linker can be mentioned.
The combination of the partial sequence of the nucleic acid sequence encoding VL-SARAH (37C) according to the present invention and the remaining partial sequence of the nucleic acid sequence encoding VL-SARAH (37C) according to the present invention includes, for example, [the present invention A combination of a nucleic acid sequence encoding a VL region in VL-SARAH (37C) according to the present invention and a nucleic acid sequence encoding a SARAH domain in VL-SARAH (37C) according to the present invention, [VL-SARAH according to the present invention ( 37C) in combination with a nucleic acid sequence encoding a VL region in VL-SARAH (37C) according to the present invention and a nucleic acid sequence encoding a SARAH domain and linker in VL-SARAH (37C) according to the present invention, Nucleic acid sequence encoding VL region and linker and SARAH in VL-SARAH (37C) according to the present invention Combination etc. of the nucleic acid sequence encoding the main and the like.
That is, in the preparation of the recombinant expression vector according to the present invention, a partial sequence of the nucleic acid sequence encoding VH (112C) -SARAH according to the present invention, or the nucleic acid encoding VL-SARAH (37C) according to the present invention. A vector having a partial sequence of the sequence (hereinafter sometimes abbreviated as an intermediate vector) may be obtained, for example, a vector having a nucleic acid sequence encoding the SARAH domain in VH (112C) -SARAH according to the present invention. A vector having a nucleic acid sequence encoding a SARAH domain and a linker in VH (112C) -SARAH according to the present invention, a vector having a nucleic acid sequence encoding a SARAH domain in VL-SARAH (37C) according to the present invention, The SARAH domain and linker in VL-SARAH (37C) according to the invention are Vector, and the like having a nucleic acid encoding sequences. These intermediate vectors may contain a restriction enzyme sequence such as NdeI and NcoI upstream of the nucleic acid sequence encoding the linker or the nucleic acid sequence encoding the SARAH domain in VH (112C) -SARAH according to the present invention. .

発現ベクターとしては、例えば、プラスミドベクター、ウイルスベクター等が挙げられる。具体的には、例えば、pET16bベクター(Novagen社製)、pET28bベクター(Novagen社製)、pcDNA3.1ベクター(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)、pCAG−Neoベクター(和光純薬工業(株)製)、pTrcHis2ベクター、pcDNA3.1/myc−Hisベクター(Invitrogen社製)、pUC119(宝酒造社製)、Pqe−tri(Qiagen社製)、pET、pGEX、pMAL等のプラスミドベクター、pMEI−5 DNA(宝酒造社製)、pLVSI−CMV NEO Vector(宝酒造社製)等のウイルスベクターが挙げられる。また、大腸菌由来のプラスミド(例えばpTrc99A、pKK223、pET3a)の他、pA1−11、pXT1、pRc/CMV、pRc/RSV、pcDNA I/Neo、p3×FLAG−CMV−14、pCAT3、pcDNA3.1、pCMV等も挙げられ、中でもpET16bベクター(Novagen社製)、pET28bベクター(Novagen社製)、及びpcDNA3.1ベクター(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)が好ましい。   Examples of expression vectors include plasmid vectors and virus vectors. Specifically, for example, pET16b vector (manufactured by Novagen), pET28b vector (manufactured by Novagen), pcDNA3.1 vector (manufactured by Thermo Fisher Scientific), pCAG-Neo vector (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) ), PTrcHis2 vector, pcDNA3.1 / myc-His vector (Invitrogen), pUC119 (Takara Shuzo), Pqe-tri (Qiagen), pET, pGEX, pMAL plasmid vectors, pMEI-5 DNA ( Virus vectors such as Takara Shuzo Co., Ltd.) and pLVSI-CMV NEO Vector (Takara Shuzo Co., Ltd.). In addition to plasmids derived from E. coli (eg, pTrc99A, pKK223, pET3a), pA1-11, pXT1, pRc / CMV, pRc / RSV, pcDNA I / Neo, p3 × FLAG-CMV-14, pCAT3, pcDNA3.1, Examples thereof include pCMV, and among them, pET16b vector (manufactured by Novagen), pET28b vector (manufactured by Novagen), and pcDNA3.1 vector (manufactured by Thermo Fisher Scientific) are preferable.

例えば、本発明に係るVH(112C)−SARAH発現用組換ベクターを調製する場合、上記した如き発現ベクターに、当該本発明に係るVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列中のSARAHドメインをコードする核酸配列、要すればSARAHドメインをコードする核酸配列の上流にリンカーをコードする核酸配列を導入し、中間体ベクターを得る。得られた中間体ベクターにおいて、導入したSARAHドメインをコードする核酸配列、又はリンカーをコードする核酸配列の上流に、本発明に係るVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列中のVH領域(例えば、目的とする抗原分子に対する抗体の重鎖における3つのCDR1〜3、FR1〜3、及びChothia法により決定される抗体残基番号112のアミノ酸残基がシステインであるFR4)をコードする核酸配列を導入することにより、各種抗原分子に対するVH(112C)−SARAH発現用組換ベクターを容易に調製することができる。
より具体的には、リンカー核酸配列(例えばGly−Ser)およびSARAHドメインをコードする核酸配列を導入した上記した如き発現ベクター(中間体ベクター)を調製しておけば、当該発現ベクターのリンカー核酸配列およびSARAHドメインをコードする核酸配列の上流に、所望のVH領域部分(例えば、目的とする抗原分子に対する抗体の重鎖における3つのCDR1〜3とFR1〜3およびChothia法により決定される抗体残基番号112のアミノ酸残基がシステインであるFR4が挙げられる)を導入することにより、各種抗原分子に対するVH(112C)−SARAH発現用組換ベクターを容易に調製することができる。
なお、本発明に係るVL−SARAH(37C)発現用組換ベクターは、本発明に係るVH(112C)−SARAH発現用組換ベクターと同様に調製できる。
For example, when preparing a recombinant vector for VH (112C) -SARAH expression according to the present invention, the SARAH domain in the nucleic acid sequence encoding the VH (112C) -SARAH according to the present invention is added to the expression vector as described above. The intermediate nucleic acid sequence is obtained by introducing a nucleic acid sequence encoding a linker, if necessary, upstream of the nucleic acid sequence encoding the SARAH domain. In the obtained intermediate vector, a VH region in the nucleic acid sequence encoding VH (112C) -SARAH according to the present invention (for example, upstream of the nucleic acid sequence encoding the introduced SARAH domain or the nucleic acid sequence encoding the linker (for example, A nucleic acid sequence encoding three CDRs 1-3, FR1-3, and FR4) in which the amino acid residue of antibody residue number 112 determined by the Chothia method is cysteine in the heavy chain of an antibody against the target antigen molecule By introducing, recombinant vectors for VH (112C) -SARAH expression against various antigen molecules can be easily prepared.
More specifically, if an expression vector (intermediate vector) as described above into which a linker nucleic acid sequence (for example, Gly-Ser) and a nucleic acid sequence encoding a SARAH domain have been prepared, the linker nucleic acid sequence of the expression vector is prepared. And upstream of the nucleic acid sequence encoding the SARAH domain, a desired VH region portion (for example, antibody residues determined by the three CDR1 to 3 and FR1 to 3 and Chothia method in the heavy chain of the antibody against the antigen molecule of interest) Introducing FR4 in which the amino acid residue of No. 112 is cysteine is included), recombinant vectors for VH (112C) -SARAH expression against various antigen molecules can be easily prepared.
The VL-SARAH (37C) expression recombinant vector according to the present invention can be prepared in the same manner as the VH (112C) -SARAH expression recombinant vector according to the present invention.

本発明に係るVH(112C)−SARAH又は/及び本発明に係るVL−SARAH(37C)は、タグペプチドや他のタンパク質との融合蛋白として発現させても良い。融合させるタグペプチドとしてはFLAGタグ、3X FLAGタグ、Hisタグ(His tag、例えば6×Hisタグ)等が挙げられる。   VH (112C) -SARAH according to the present invention and / or VL-SARAH (37C) according to the present invention may be expressed as a fusion protein with a tag peptide or another protein. Examples of the tag peptide to be fused include a FLAG tag, a 3X FLAG tag, a His tag (His tag, for example, 6 × His tag) and the like.

次いで、発現用組換ベクターを用いて、適当な宿主細胞を形質転換(形質導入)することにより、形質転換体を調製する。
宿主細胞としては、本発明に係るVH(112C)−SARAH又は/及び本発明に係るVL−SARAH(37C)を発現し、生産する機能を有するものであればいずれでもよく、例えば、大腸菌(Escherichia coli.)やバチルス属菌(B. subtilis、 B. brevis、 B. borstelenis)等の原核生物、動物細胞、昆虫細胞、植物細胞、酵母細胞等が挙げられ、大腸菌、動物細胞が好ましく、大腸菌、哺乳類細胞がより好ましく、大腸菌が特に好ましい。哺乳類細胞としては、例えば、Expi293F細胞、HEK293T細胞、COS−7細胞、CHO−K1細胞、CHO−S細胞等が挙げられる。大腸菌としては、例えば、BL21(DE3)、 K−12、 DH1、 DH5、DH5α、 M15、HB101、 C600、 XL−1 Blue、 JM109、 JM105、 JM127、 XL1−Blue、 VCS257、 TOP10等が挙げられる。
また、プラスミドやファージDNAの導入効率のより高い、コンピテントセル(Competent Cell)を用いても良い。コンピテントセルとしては、例えば、E. coli DH5α Competent Cell、E. coli JM109 Competent Cells(タカラバイオ社製)等が挙げられる。
Subsequently, a transformant is prepared by transforming (transducing) an appropriate host cell using the recombinant vector for expression.
Any host cell may be used as long as it has a function of expressing and producing VH (112C) -SARAH according to the present invention and / or VL-SARAH (37C) according to the present invention. For example, Escherichia and prokaryotic organisms such as B. subtilis, B. brevis, B. borstelenis, animal cells, insect cells, plant cells, yeast cells and the like. Mammalian cells are more preferred, and E. coli is particularly preferred. Examples of mammalian cells include Expi293F cells, HEK293T cells, COS-7 cells, CHO-K1 cells, CHO-S cells, and the like. Examples of E. coli include BL21 (DE3), K-12, DH1, DH5, DH5α, M15, HB101, C600, XL-1 Blue, JM109, JM105, JM127, XL1-Blue, VCS257, and TOP10.
Moreover, you may use a competent cell (Competent Cell) with higher introduction efficiency of plasmid or phage DNA. Examples of competent cells include E.I. E. coli DH5α Competent Cell, E. coli. E. coli JM109 Competent Cells (manufactured by Takara Bio Inc.) and the like.

上記の通り、宿主細胞として大腸菌を用いた場合(以下、大腸菌発現系と略記する場合がある)により得られるFv−clasp(v1)は、抗原分子との複合体の結晶化能を有さないものがあり、また、当該結晶化能を有する場合であっても、結晶化条件の最適化を行う前の所謂スクリーニング段階では、低分解能の結晶しか得られない。
他方、本発明のフラグメント抗体は、大腸菌発現系で調製した場合であっても、本発明のフラグメント抗体自体や特定の抗原との複合体の結晶化能を有するものが得られる。
As described above, Fv-class (v1) obtained by using E. coli as a host cell (hereinafter sometimes abbreviated as E. coli expression system) does not have the ability to crystallize a complex with an antigen molecule. Even if it has the crystallization ability, only low-resolution crystals can be obtained at the so-called screening stage before the optimization of the crystallization conditions.
On the other hand, even when the fragment antibody of the present invention is prepared in an E. coli expression system, one having the ability to crystallize the fragment antibody of the present invention itself or a complex with a specific antigen can be obtained.

本発明に係るVH(112C)−SARAH発現用組換ベクター、及び本発明に係るVL−SARAH(37C)発現用組換ベクターは、共発現させても、別々の宿主細胞に発現させてもいずれでもよいが、宿主細胞として大腸菌を用いる場合には、別々の宿主細胞に発現させるのが好ましく、また、宿主細胞として動物細胞を用いる場合には、共発現させるのが好ましい。
なお、動物細胞で共発現させる場合には、本発明のフラグメント抗体(本発明に係るVH(112C)−SARAHと本発明に係るVL−SARAH(37C)の複合体)として発現されるため後述するリフォールディング工程は不要であるが、別々の宿主細胞に発現させる場合には、発現した本発明に係るVH(112C)−SARAHと本発明に係るVL−SARAH(37C)を混合後、後述するリフォールディング工程を行う必要がある。
The VH (112C) -SARAH expression recombinant vector according to the present invention and the VL-SARAH (37C) expression recombinant vector according to the present invention may be co-expressed or expressed in separate host cells. However, when E. coli is used as a host cell, it is preferably expressed in a separate host cell, and when an animal cell is used as the host cell, it is preferably co-expressed.
When co-expressed in animal cells, it will be described later because it is expressed as a fragment antibody of the present invention (a complex of VH (112C) -SARAH according to the present invention and VL-SARAH (37C) according to the present invention). A refolding step is not required. However, when expressing in different host cells, the expressed VH (112C) -SARAH according to the present invention and VL-SARAH (37C) according to the present invention are mixed, and the refolding step described later is performed. It is necessary to perform a folding process.

本発明に係るVH(112C)−SARAH発現用組換ベクター又は本発明に係るVL−SARAH(37C)発現用組換ベクターを宿主細胞に遺伝子導入する方法としては、例えば、「目的別で選べるタンパク質発現プロトコール、第3章タンパク質発現プロトコール、ISBN978−4−7581−0175−2、羊土社」等に記載の公知の方法に準じて行えばよい。   Examples of a method for introducing a recombinant vector for expressing VH (112C) -SARAH according to the present invention or a recombinant vector for expressing VL-SARAH (37C) according to the present invention into a host cell include, for example, “proteins that can be selected according to purpose” What is necessary is just to follow according to the well-known method as described in an expression protocol, a 3rd chapter protein expression protocol, ISBN978-4-7581-0175-2, sheep soil company.

次いで、形質転換体を、栄養培地中で培養して、本発明に係るVH(112C)−SARAH又は本発明に係るVL−SARAH(37C)を生成させる。培養は公知の方法により行われ、温度、培地のpH及び培養時間も適宜設定されればよい。
宿主細胞が大腸菌である形質転換体を培養する場合は、大腸菌を培養する常法の条件で、通常用いられる液体培地で行えばよく、また、宿主細胞が動物細胞である形質転換体を培養する場合は、動物細胞を培養する常法の条件で、通常用いられる液体培地で行えばよい。また、必要により例えば、イソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド(IPTG)、3β−インドリルアクリル酸のような薬剤を加えてもよい。
The transformant is then cultured in a nutrient medium to produce VH (112C) -SARAH according to the invention or VL-SARAH (37C) according to the invention. The culture is performed by a known method, and the temperature, the pH of the medium, and the culture time may be set as appropriate.
When cultivating a transformant whose host cell is Escherichia coli, it may be carried out in a liquid medium that is usually used under the usual conditions for culturing Escherichia coli, and a transformant whose host cell is an animal cell is cultured. In this case, it may be carried out in a liquid medium that is usually used under the usual conditions for culturing animal cells. Further, for example, an agent such as isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG) or 3β-indolylacrylic acid may be added as necessary.

本発明に係るVH(112C)−SARAH、本発明に係るVL−SARAH(37C)又は本発明のフラグメント抗体を含有する、培養液(培養上清)粗抽出液又は沈殿は、上記培養により得られる培養物から、以下のようにして取得できる。
すなわち、本発明に係るVH(112C)−SARAH、本発明に係るVL−SARAH(37C)又は本発明のフラグメント抗体が、形質転換体の培養液中に分泌される場合には、本発明に係るVH(112C)−SARAH、本発明に係るVL−SARAH(37C)又は本発明のフラグメント抗体を含有する培養液(培養上清)を得る。
本発明に係るVH(112C)−SARAH、本発明に係るVL−SARAH(37C)又は本発明のフラグメント抗体が、形質転換体のペリプラズムまたは細胞質内に存在する場合は、濾過または遠心分離などの方法によって培養物から菌体あるいは細胞を回収し、適当な緩衝液に再懸濁する。そして、例えば界面活性剤処理、超音波処理、リゾチーム処理、凍結融解などの方法で、回収された細胞等の細胞壁及び/又は細胞膜を破壊した後、遠心分離や濾過などの方法で、本発明に係るVH(112C)−SARAH、本発明に係るVL−SARAH(37C)又は本発明のフラグメント抗体を含有する粗抽出液を得る。
本発明に係るVH(112C)−SARAH、本発明に係るVL−SARAH(37C)又は本発明のフラグメント抗体が、封入体として発現する場合には、濾過または遠心分離などの方法によって培養物から菌体あるいは細胞を回収し、適当な緩衝液に再懸濁する。そして、例えば界面活性剤処理、超音波処理、リゾチーム処理、凍結融解などの方法で、回収された細胞等の細胞壁及び/又は細胞膜を破壊した後、遠心分離などの方法によって、本発明に係るVH(112C)−SARAH、本発明に係るVL−SARAH(37C)又は本発明のフラグメント抗体を含有する沈殿を得る。この場合、後述する可溶化工程を行う必要がある。
A culture solution (culture supernatant) crude extract or precipitate containing VH (112C) -SARAH according to the present invention, VL-SARAH (37C) according to the present invention or a fragment antibody of the present invention is obtained by the above culture. It can be obtained from the culture as follows.
That is, when the VH (112C) -SARAH according to the present invention, the VL-SARAH (37C) according to the present invention or the fragment antibody of the present invention is secreted into the culture medium of the transformant, the present invention A culture solution (culture supernatant) containing VH (112C) -SARAH, VL-SARAH (37C) according to the present invention or the fragment antibody of the present invention is obtained.
When VH (112C) -SARAH according to the present invention, VL-SARAH (37C) according to the present invention or the fragment antibody of the present invention is present in the periplasm or cytoplasm of the transformant, a method such as filtration or centrifugation To recover cells or cells from the culture and resuspend them in a suitable buffer. Then, after disrupting the cell wall and / or cell membrane of the collected cells by a method such as surfactant treatment, ultrasonic treatment, lysozyme treatment, freeze thawing, etc., the method is applied to the present invention by a method such as centrifugation or filtration. A crude extract containing the VH (112C) -SARAH according to the present invention, the VL-SARAH (37C) according to the present invention or the fragment antibody of the present invention is obtained.
When the VH (112C) -SARAH according to the present invention, the VL-SARAH (37C) according to the present invention, or the fragment antibody of the present invention is expressed as inclusion bodies, the bacteria are removed from the culture by a method such as filtration or centrifugation. Body or cells are collected and resuspended in an appropriate buffer. Then, the cell wall and / or cell membrane of the collected cells and the like are destroyed by a method such as surfactant treatment, ultrasonic treatment, lysozyme treatment, freeze thawing, etc., and then centrifuged according to a method such as centrifugation. A precipitate containing (112C) -SARAH, VL-SARAH (37C) according to the invention or a fragment antibody of the invention is obtained. In this case, it is necessary to perform a solubilization step described later.

本発明のフラグメント抗体の調製方法においては、上記(1)遺伝子組換・発現工程の後、要すれば、可溶化工程、リフォールディング工程、濃縮工程等を行う。   In the method for preparing a fragment antibody of the present invention, a solubilization step, a refolding step, a concentration step, and the like are performed as necessary after the above (1) gene recombination / expression step.

[可溶化工程]
可溶化工程は、上記(1)遺伝子組換・発現工程で、本発明に係るVH(112C)−SARAH、本発明に係るVL−SARAH(37C)又は本発明のフラグメント抗体が封入体として発現した場合に、回収した本発明に係るVH(112C)−SARAH、本発明に係るVL−SARAH(37C)又は本発明のフラグメント抗体を含有する沈殿から本発明に係るVH(112C)−SARAH、本発明に係るVL−SARAH(37C)又は本発明のフラグメント抗体を可溶化方法に付し、これらを含有する可溶化済溶液を得る工程である。
[Solubilization process]
The solubilization step was the above-described (1) gene recombination / expression step, in which VH (112C) -SARAH according to the present invention, VL-SARAH (37C) according to the present invention or the fragment antibody of the present invention was expressed as inclusion bodies. In some cases, the recovered VH (112C) -SARAH according to the present invention, VL-SARAH (37C) according to the present invention, or the precipitate containing the fragment antibody of the present invention, VH (112C) -SARAH according to the present invention, The VL-SARAH (37C) or the fragment antibody of the present invention is subjected to a solubilization method to obtain a solubilized solution containing them.

可溶化方法は、公知の方法に従えばよく、特に制限はない。
具体的には、上記(1)遺伝子組換・発現工程で回収した本発明に係るVH(112C)−SARAH、本発明に係るVL−SARAH(37C)又は本発明のフラグメント抗体を含有する沈殿に、可溶化溶液を添加し、本発明に係るVH(112C)−SARAH、本発明に係るVL−SARAH(37C)又は本発明のフラグメント抗体を含有する可溶化済溶液を得ればよい。
The solubilization method may be a known method and is not particularly limited.
Specifically, the precipitate containing the VH (112C) -SARAH according to the present invention, the VL-SARAH (37C) according to the present invention, or the fragment antibody of the present invention recovered in the above (1) gene recombination / expression step. A solubilized solution may be added to obtain a solubilized solution containing VH (112C) -SARAH according to the present invention, VL-SARAH (37C) according to the present invention, or a fragment antibody of the present invention.

可溶化溶液としては、工程(1)で得られた封入体の沈殿を可溶化するものであれば特に制限されず、例えば、6M 塩酸グアニジンや8M 尿素等を含む公知の可溶化溶液が挙げられ、より具体的には、6M 塩酸グアニジン可溶化溶液[6M塩酸グアニジン、50mM Tris−HCl(pH8.0)、150mM NaCl]、8M 尿素可溶化溶液[8 M Urea、 50 mM Tris−HCl (pH 8.0)、 150 mM NaCl]等が挙げられる。   The solubilization solution is not particularly limited as long as it can solubilize the precipitate of the inclusion body obtained in step (1), and examples thereof include known solubilization solutions containing 6M guanidine hydrochloride, 8M urea and the like. More specifically, 6M guanidine hydrochloride solubilized solution [6M guanidine hydrochloride, 50 mM Tris-HCl (pH 8.0), 150 mM NaCl], 8M urea solubilized solution [8 M Urea, 50 mM Tris-HCl (pH 8) 0.0), 150 mM NaCl] and the like.

[リフォールディング工程]
リフォールディング工程は、本発明に係るVH(112C)−SARAH、及び本発明に係るVL−SARAH(37C)を別々の宿主に発現させる場合に、上記可溶化工程で得られた本発明に係るVH(112C)−SARAHの可溶化溶液、上記(1)遺伝子組換・発現工程で得られた本発明に係るVH(112C)−SARAHの粗抽出液、又は上記(1)遺伝子組換・発現工程で得られた本発明に係るVH(112C)−SARAHの培養液(培養上清)中の本発明に係るVH(112C)−SARAHと、
上記可溶化工程で得られた本発明に係るVL−SARAH(37C)の可溶化溶液、上記(1)遺伝子組換・発現工程で得られた本発明に係るVL−SARAH(37C)の粗抽出液、又は上記(1)遺伝子組換・発現工程で得られた本発明に係るVL−SARAH(37C)の培養液(培養上清)中の本発明に係るVL−SARAH(37C)との複合体を、リフォールディング方法により形成させる方法である。
[Refolding process]
The refolding step is performed when the VH (112C) -SARAH according to the present invention and the VL-SARAH (37C) according to the present invention are expressed in different hosts. (112C) -SARAH solubilized solution, VH (112C) -SARAH crude extract obtained in the above (1) gene recombination / expression step, or (1) gene recombination / expression step VH (112C) -SARAH according to the present invention in the culture solution (culture supernatant) of VH (112C) -SARAH according to the present invention obtained in
Solubilized solution of VL-SARAH (37C) according to the present invention obtained in the above-mentioned solubilization step, rough extraction of VL-SARAH (37C) according to the present invention obtained in the above (1) gene recombination / expression step Or VL-SARAH (37C) according to the present invention in the culture solution (culture supernatant) of VL-SARAH (37C) according to the present invention obtained in the above (1) gene recombination / expression step This is a method of forming a body by a refolding method.

リフォールディング方法は、本発明に係るVH(112C)−SARAHと本発明に係るVL−SARAH(37C)との複合体を形成させることができれば、公知の方法に従えばよく、特に制限はない。
具体的には、上記可溶化工程で得られた本発明に係るVH(112C)−SARAHの可溶化溶液、上記(1)遺伝子組換・発現工程で得られた本発明に係るVH(112C)−SARAHの粗抽出液、又は上記(1)遺伝子組換・発現工程で得られた本発明に係るVH(112C)−SARAHの培養液(培養上清)と、
上記可溶化工程で得られた本発明に係るVL−SARAH(37C)の可溶化溶液、上記(1)遺伝子組換工程で得られた本発明に係るVL−SARAH(37C)の粗抽出液、又は上記(1)遺伝子組換・発現工程で得られた本発明に係るVL−SARAH(37C)の培養液(培養上清)を混合し、得られた混合液に1又は複数種のリフォールディング溶液を添加して、本発明のフラグメント抗体(本発明に係るVH(112C)−SARAHと本発明に係るVL−SARAH(37C)複合体)を形成させ、本発明のフラグメント抗体を含有するリフォールディング済溶液を得ればよい。
The refolding method is not particularly limited as long as it can form a complex of VH (112C) -SARAH according to the present invention and VL-SARAH (37C) according to the present invention.
Specifically, the solubilized solution of VH (112C) -SARAH according to the present invention obtained in the above-described solubilization step, and the VH (112C) according to the present invention obtained in the above-mentioned (1) gene recombination / expression step. -A crude extract of SARAH, or a culture solution (culture supernatant) of VH (112C) -SARAH according to the present invention obtained in the above (1) gene recombination / expression step,
A solubilized solution of VL-SARAH (37C) according to the present invention obtained in the solubilization step, a crude extract of VL-SARAH (37C) according to the present invention obtained in the above (1) gene recombination step, Alternatively, the culture solution (culture supernatant) of VL-SARAH (37C) according to the present invention obtained in the above (1) gene recombination / expression step is mixed, and one or a plurality of types of refolding are mixed in the obtained mixture solution A solution is added to form a fragment antibody of the present invention (VH (112C) -SARAH according to the present invention and VL-SARAH (37C) complex according to the present invention), and refolding containing the fragment antibody of the present invention What is necessary is just to obtain a used solution.

リフォールディング溶液としては、例えば、リフォールディング溶液A[4M Urea、0.4M L−Arg、50mM Tris−HCl (pH8.07.5)、150mM NaCl、375μM 酸化型グルタチオン]、及びリフォールディング溶液B[0.4M L−Arg、50mM Tris−HCl (pH 8.0)、150mM NaCl、375μM 酸化型グルタチオン]等が挙げられる。   Examples of the refolding solution include the refolding solution A [4M Urea, 0.4M L-Arg, 50 mM Tris-HCl (pH 8.07.5), 150 mM NaCl, 375 μM oxidized glutathione], and the refolding solution B [ 0.4M L-Arg, 50 mM Tris-HCl (pH 8.0), 150 mM NaCl, 375 μM oxidized glutathione] and the like.

[濃縮工程]
濃縮工程は、上記リフォールディング工程で得られたリフォールディング済溶液を濃縮し、濃縮液を得る工程である。濃縮工程は、上記リフォールディング工程等によりタンパク質が希釈された場合等に行い、これによりその後の精製工程を容易に行うことができる。
[Concentration process]
The concentration step is a step of concentrating the refolded solution obtained in the refolding step to obtain a concentrated solution. The concentration step is performed, for example, when the protein is diluted by the above refolding step or the like, whereby the subsequent purification step can be easily performed.

濃縮方法としては、上記リフォールディング工程で得られたリフォールディング済溶液を濃縮することができる方法であれば制限されず、例えば、塩析法、限外ろ過法等の公知の濃縮方法が挙げられる。   The concentration method is not limited as long as it can concentrate the refolded solution obtained in the above refolding step, and examples thereof include known concentration methods such as salting out method and ultrafiltration method. .

[(2)精製工程]
精製工程は、上記(1)遺伝子組換・発現工程で得られた培養液(培養上清)又は粗抽出液、或いは濃縮工程で得られた濃縮液から、本発明のフラグメント抗体を単離、精製する工程である。
[(2) Purification step]
In the purification step, the fragment antibody of the present invention is isolated from the culture solution (culture supernatant) or crude extract obtained in the above-mentioned (1) gene recombination / expression step, or the concentrate obtained in the concentration step, It is a process to purify.

本発明のフラグメント抗体の単離、精製方法としては、例えば、イオン交換クロマトグラフィーなどの荷電を利用する方法、アフィニティークロマトグラフィーなどの特異的親和性を利用する方法、逆相高速液体クロマトグラフィーなどの疎水性の差を利用する方法、等電点電気泳動などの等電点の差を利用する方法、塩析、溶媒沈殿法等の溶解度を利用する方法、ゲル濾過など分子量の差を利用する方法、などが挙げられる。   Examples of the method for isolating and purifying the fragment antibody of the present invention include a method utilizing charge such as ion exchange chromatography, a method utilizing specific affinity such as affinity chromatography, and reverse phase high performance liquid chromatography. Method utilizing difference in hydrophobicity, method utilizing difference in isoelectric point such as isoelectric focusing, method utilizing solubility such as salting out and solvent precipitation method, method utilizing difference in molecular weight such as gel filtration , Etc.

精製された本発明のフラグメント抗体は、例えばSDS−PAGE等により確認することができる。例えば、SDS−PAGE等で分子量を確認することにより、本発明に係るVH(112C)−SARAHと本発明に係るVL−SARAH(37C)がヘテロダイマーを形成し正しい立体構造をとっているか、即ち、本発明に係るVH(112C)−SARAH中のVH領域におけるChothia法による抗体残基番号112のシステイン残基と、本発明に係るVL−SARAH(37C)中のSARAHドメインのC末端から13番目のシステイン残基がS−S結合を形成しているかを確認することができる。   The purified fragment antibody of the present invention can be confirmed by, for example, SDS-PAGE. For example, by confirming the molecular weight by SDS-PAGE etc., the VH (112C) -SARAH according to the present invention and the VL-SARAH (37C) according to the present invention form a heterodimer and have a correct three-dimensional structure, , The cysteine residue of antibody residue number 112 by the Chothia method in the VH region of VH (112C) -SARAH according to the present invention and the thirteenth position from the C-terminus of the SARAH domain in VL-SARAH (37C) It can be confirmed whether or not the cysteine residues of each form an SS bond.

[タンパク質の結晶化方法]
本発明のタンパク質の結晶化方法は、本発明のフラグメント抗体の存在下、タンパク質(以下、目的タンパク質とする場合がある)を結晶化する方法である。目的タンパク質は、本発明のフラグメント抗体が特異的に認識するタンパク質(抗原)である。
[Protein crystallization method]
The protein crystallization method of the present invention is a method of crystallizing a protein (hereinafter sometimes referred to as a target protein) in the presence of the fragment antibody of the present invention. The target protein is a protein (antigen) that is specifically recognized by the fragment antibody of the present invention.

即ち、本発明のタンパク質の結晶化方法は、本発明のフラグメント抗体の存在下、公知の結晶化方法を行えばよく、目的タンパク質の結晶が得られる方法であれば、特に制限はない。
具体的な結晶化方法としては、例えば、バッチ法、蒸気拡散法、透析法、自由界面拡散法、濃縮法、光照射法、振動法、撹拌法等が挙げられ、蒸気拡散法がより好ましい。蒸気拡散法としては、シッティングドロップ法、ハンギングドロップ法、サンドイッチドロップ法等が挙げられ、シッティングドロップ法がより好ましい。
That is, the protein crystallization method of the present invention may be a known crystallization method in the presence of the fragment antibody of the present invention, and is not particularly limited as long as it can obtain a target protein crystal.
Specific examples of the crystallization method include a batch method, a vapor diffusion method, a dialysis method, a free interface diffusion method, a concentration method, a light irradiation method, a vibration method, and a stirring method, and the vapor diffusion method is more preferable. Examples of the vapor diffusion method include a sitting drop method, a hanging drop method, and a sandwich drop method, and the sitting drop method is more preferable.

より具体的には、本発明のタンパク質の結晶化方法は、以下の工程を含む。
(1)目的タンパク質を含有する溶液と本発明のフラグメント抗体を含有する溶液とを混合し、目的タンパク質と本発明のフラグメント抗体との複合体を形成させる工程(以下、複合体形成工程と略記する場合がある)
(2)目的タンパク質と本発明のフラグメント抗体との複合体の結晶を得る工程(以下、結晶化工程)
More specifically, the protein crystallization method of the present invention includes the following steps.
(1) A step of mixing a solution containing the target protein and a solution containing the fragment antibody of the present invention to form a complex of the target protein and the fragment antibody of the present invention (hereinafter abbreviated as complex formation step). May be)
(2) A step of obtaining a crystal of a complex of the target protein and the fragment antibody of the present invention (hereinafter, crystallization step)

[複合体形成工程]
複合体形成工程は、目的タンパク質を含有する溶液と本発明のフラグメント抗体を含有する溶液を混合し、目的タンパク質と本発明のフラグメント抗体との複合体を形成させることにより行われる。
[Composite formation step]
The complex formation step is performed by mixing a solution containing the target protein and a solution containing the fragment antibody of the present invention to form a complex of the target protein and the fragment antibody of the present invention.

目的タンパク質を含有させる溶媒としては、一般にタンパク質の結晶化において用いられるものであれば特に制限はなく、例えば、純水、緩衝液、沈殿剤溶液、界面活性剤溶液、アルコール溶液、有機溶媒、キレート剤溶液、還元剤溶液、クライオプロテクタント溶液、イオン液体及びこれらの混合溶液が挙げられ、純水、及び緩衝液が好ましい。緩衝液のpHは、通常限定されないが、例えばpH4〜9、好ましくはpH5〜8である。具体的には、例えばリン酸緩衝生理食塩水(PBS)、HEPES緩衝液、ホウ酸緩衝液、トリス緩衝液、リン酸緩衝液、ベロナール緩衝液、グッド緩衝液、等が挙げられる。また、これらの緩衝液の緩衝剤濃度としては、通常5〜100mM、好ましくは5〜20mMの範囲から適宜選択される。
本発明のフラグメント抗体を含有させる溶媒としては、上記目的タンパク質を含有させる溶媒と同様であり、好ましい具体例も同様である。
The solvent containing the target protein is not particularly limited as long as it is generally used for protein crystallization. For example, pure water, buffer solution, precipitant solution, surfactant solution, alcohol solution, organic solvent, chelate An agent solution, a reducing agent solution, a cryoprotectant solution, an ionic liquid, and a mixed solution thereof are exemplified, and pure water and a buffer solution are preferable. Although the pH of a buffer solution is not normally limited, For example, it is pH 4-9, Preferably it is pH 5-8. Specific examples include phosphate buffered saline (PBS), HEPES buffer, borate buffer, Tris buffer, phosphate buffer, veronal buffer, Good buffer, and the like. In addition, the buffering agent concentration of these buffers is appropriately selected from the range of usually 5 to 100 mM, preferably 5 to 20 mM.
The solvent containing the fragment antibody of the present invention is the same as the solvent containing the target protein, and preferred specific examples are also the same.

目的タンパク質を含有する溶液における目的タンパク質の量、および本発明のフラグメント抗体を含有する溶液における本発明のフラグメント抗体の量は、目的タンパク質を含有する溶液と本発明のフラグメント抗体を含有する溶液の混合液において、目的タンパク質のモル当量が本発明のフラグメント抗体のモル当量と同等以上であって、かつ、当該混合液における目的タンパク質と本発明のフラグメント抗体の複合体の濃度が、通常2mg/mL〜100mg/mL、好ましくは5mg/mL〜30mg/mL、より好ましくは10mg/mL〜20mg/mLとなる量を用いればよい。   The amount of the target protein in the solution containing the target protein and the amount of the fragment antibody of the present invention in the solution containing the fragment antibody of the present invention are determined by mixing the solution containing the target protein and the solution containing the fragment antibody of the present invention. In the solution, the molar equivalent of the target protein is equal to or higher than the molar equivalent of the fragment antibody of the present invention, and the concentration of the complex of the target protein and the fragment antibody of the present invention in the mixed solution is usually 2 mg / mL to An amount of 100 mg / mL, preferably 5 mg / mL to 30 mg / mL, more preferably 10 mg / mL to 20 mg / mL may be used.

目的タンパク質を含有する溶液および本発明のフラグメント抗体を含有する溶液の混合液(以下、結晶化試料と略記する場合がある)は、要すれば、限外ろ過装置などの公知の方法で濃縮してもよい。   A mixture of the solution containing the target protein and the solution containing the fragment antibody of the present invention (hereinafter sometimes abbreviated as a crystallized sample) is concentrated by a known method such as an ultrafiltration device, if necessary. May be.

[結晶化工程]
結晶化工程は、自体公知の結晶化方法、例えば上記した如き具体的な結晶化方法により、複合体形成工程で形成させた目的タンパク質と本発明のフラグメント抗体との複合体の結晶を得る工程である。
[Crystalling process]
The crystallization step is a step of obtaining crystals of a complex of the target protein formed in the complex formation step and the fragment antibody of the present invention by a crystallization method known per se, for example, a specific crystallization method as described above. is there.

結晶化工程は、具体的には、例えば以下のように行えばよい。
複合体形成工程で得られた目的タンパク質と本発明のフラグメント抗体との複合体を含有する混合液(結晶化試料)を1条件あたり通常0.05μL〜2μL、好ましくは0.1μL〜0.5μLと、スクリーニングキットに付属するスクリーニングキット溶液をこれと等量混合してドロップを作成し、結晶化試料と同じ組成のリザーバ(沈殿剤溶液)通常50μL〜1000μL、好ましくは80μL〜150μLの存在下、シッティングドロップ法により結晶化を行い、目的タンパク質と本発明のフラグメント抗体との複合体の結晶を得る。
Specifically, the crystallization step may be performed as follows, for example.
The mixed solution (crystallized sample) containing the complex of the target protein obtained in the complex formation step and the fragment antibody of the present invention is usually 0.05 μL to 2 μL, preferably 0.1 μL to 0.5 μL per condition. Then, the screening kit solution attached to the screening kit is mixed with the same amount to make a drop, and the reservoir (precipitant solution) having the same composition as the crystallized sample (usually 50 μL to 1000 μL, preferably 80 μL to 150 μL), Crystallization is performed by a sitting drop method to obtain a complex crystal of the target protein and the fragment antibody of the present invention.

なお、要すれば、結晶化工程により得られた目的タンパク質と本発明のフラグメント抗体との複合体の結晶を、検出する工程、X線回折装置により分析する工程等公知の手法に付すことで、目的タンパク質と本発明のフラグメント抗体との複合体の立体構造を解析することができる。   In addition, if necessary, by subjecting crystals of the complex of the target protein obtained by the crystallization step and the fragment antibody of the present invention to a known method such as a step of detecting, a step of analyzing by an X-ray diffractometer, The three-dimensional structure of the complex of the target protein and the fragment antibody of the present invention can be analyzed.

本発明のタンパク質の結晶化方法によれば、本発明のフラグメント抗体を用いることにより、高分解能の結晶が得られ、また、所謂スクリーニング段階においてより多くの結晶が得られる。   According to the protein crystallization method of the present invention, high-resolution crystals can be obtained by using the fragment antibody of the present invention, and more crystals can be obtained in the so-called screening stage.

本発明のフラグメント抗体は、動物細胞系よりも取扱が容易な大腸菌発現系で調製した場合であっても、抗原結合活性、Fv−clasp(v1)よりも高い結晶化能、タンパク質の結晶化を促進する性質等を有することから、簡便に製造することができる当該性質を有するフラグメント抗体として、創薬等タンパク質の結晶化が行われる分野において有用である。また、本発明のフラグメント抗体は、熱耐性を有しており、安定性が高いことから、抗体医薬の分野において有用である。   Even when the fragment antibody of the present invention is prepared in an E. coli expression system that is easier to handle than an animal cell system, it has higher antigen-binding activity, higher crystallization ability than Fv-class (v1), and protein crystallization. Since it has the property to promote, etc., it is useful in the field | area where protein crystallization, such as a drug discovery, is performed as a fragment antibody which has the said property which can be manufactured easily. In addition, the fragment antibody of the present invention has heat resistance and high stability, and thus is useful in the field of antibody medicine.

以下、実施例および比較例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited at all by these examples.

<比較例1 大腸菌発現系を用いたP20.1抗体のFv−clasp(v1)の調製>
以下の方法により、配列番号17で示されるP20.1抗体に対するVH−SARAH(Y35C)(以下、P20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)と略記する場合がある。)、および配列番号18で示されるP20.1抗体に対するVL−SARAH(M24C)(以下、P20.1抗体−VL−SARAH(M24C)と略記する場合がある。)を、(1)遺伝子組換・発現工程および可溶化工程、(2)リフォールディング工程、(3)濃縮工程、並びに(4)精製工程に付し、P20.1抗体に対するFv−clasp(v1)(以下、P20.1抗体−Fv−clasp(v1)と略記する場合がある)を得た。
なお、得られたP20.1抗体−Fv−clasp(v1)は、P20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)のSARAHドメイン中のN末端から35番目のシステイン残基と、P20.1抗体−VL−SARAH(M24C)のSARAHドメイン中のN末端から24番目のシステイン残基とがS−S結合を形成するようにデザインしたものである。
(1)遺伝子組換・発現工程および可溶化工程
(1)−1:P20.1抗体に対するVH−SARAH(Y35C)の調製
配列番号19で示される、P20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)をコードする核酸配列を、常法に従い、pET28b(+)ベクター(Novagen社製)のNcoI/HindIII制限酵素サイトに導入し、P20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)発現用組換ベクターを調製した。得られたP20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)発現用組換ベクターを、大腸菌BL21(DE3)株(Novagen社製)に導入した。P20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)発現用組換ベクターを導入した大腸菌BL21(DE3)株を、1LのLB培地を用いて37℃で培養した。OD=0.6付近で、終濃度が0.4mMとなるようにIPTGを培地に添加し誘導を行った。培養開始から4時間後に、P20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)発現用組換ベクターを導入した大腸菌BL21(DE3)株(菌体)を回収した。
回収した菌体のうち、培地0.5Lでの培養で得られた分の当該菌体を、20mLのTBS(20mL Tris−HCl(pH7.5)、150mM NaCl)に懸濁し、懸濁液を得た。得られた懸濁液に、菌体破砕用試薬[Peptstatin(終濃度が1μM)、Leupeptin(終濃度が10μM)、PMSF(終濃度が250μM)およびTurboNuclease(Accelagen社製、3μL)]を添加して混合し、超音波発生機(TOMY社製)を用いて菌体を破砕した後、遠心分離処理(25000xg、4℃、20min)し、上清を除去して沈殿を得た。得られた沈殿に、6mLの可溶化溶液[6M塩酸グアニジン、50mM Tris−HCl(pH8.0)、150mM NaCl)]を添加し、時折ピペッティングをしながら、37℃で2時間インキュベートを行った。次いで、遠心分離処理(25000xg、4℃、20 min)を行い、P20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)を含む上清を回収した。
(1)−2:P20.1抗体に対するVL−SARAH(M24C)の調製
配列番号20で示される、P20.1抗体−VL−SARAH(M24C)をコードする核酸配列を、常法に従い、pET16bベクター(Novagen社製)のNcoI/XhoI制限酵素サイトに導入し、P20.1抗体−VL−SARAH(M24C)発現用組換ベクターを調製した。得られたP20.1抗体−VL−SARAH(M24C)発現用組換ベクターを、大腸菌BL21(DE3)株(Novagen社製)に導入した。
発現ベクターの大腸菌への導入以降は、上記(1)−1と同様の方法により、P20.1抗体−VL−SARAH(M24C)を調製し、P20.1抗体−VL−SARAH(M24C)を含む上清を回収した。
(2)リフォールディング工程
上記(1)−1で回収したP20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)を含む上清と、上記(1)−2で回収したP20.1抗体−VL−SARAH(M24C)を含む上清とを混合し、混合液を得た。得られた混合液を0.45μmのフィルターでろ過し、得られたろ液が25倍希釈となるように、リフォールディング溶液A[4M Urea、0.4M L−Arg、50mM Tris−HCl (pH8.0)、150mM NaCl、375μM 酸化型グルタチオン]を、攪拌しながら、ろ液に添加した後、4℃で4時間インキュベートした。得られたインキュベート後の混合液が2倍希釈となるように、リフォールディング溶液B[0.4M L−Arg、50mM Tris−HCl (pH 8.0)、150mM NaCl、375μM 酸化型グルタチオン]を、攪拌しながら、ろ液に添加した後、4℃で一晩(Overnightで)インキュベートし、リフォールディング済み抗体溶液を得た。
(3)濃縮工程
上記(2)で得られたリフォールディング済み抗体溶液に、80%飽和となるようにすりつぶした硫安を少しずつ添加して硫安沈殿を行った後、4℃で3時間攪拌をしながらインキュベートした。得られたインキュベート後の溶液を、遠心分離処理(12000xg、4℃、60min)し、上清を除去して沈殿を得た。得られた沈殿に、リフォールディング溶液[上記リフォールディング溶液Aと上記リフォールディング溶液Bとを1:1で混合した溶液]を添加して懸濁し、懸濁液を得た。得られた懸濁液を、常法に従い、1Lの透析溶液[50mM Tris−HCl (pH 8.0)、 150mM NaCl]を用いて、1回あたり4−16時間で、合計3回透析した。透析後の懸濁液を回収後、遠心分離処理(25000xg、4℃、20min)し、上清を回収した。得られた上清を、常法に従い、限外濾過により濃縮し、濃縮液を得た。
(4)精製工程
上記(3)で得られた濃縮液を、常法に従い、HiLoad 16/600 Superdex 200 pg(GE社製)、及びゲルろ過精製用溶出バッファー[50 mM Tris−HCl (pH 8.0)、 150 mM NaCl]を用いて、流速1.0mL/minでゲルろ過精製を行った。分子量マーカーからP20.1抗体−Fv−clasp(v1)と見積もられる位置に単分散のピークが得られたことから、当該ピークの溶出液を回収した。
次いで、ゲルろ過精製で回収した溶出液を、常法に従い、SDS−PAGEを行った。その結果、P20.1抗体−Fv−clasp(v1)のバンドに加え、不純物のバンドも確認された。
そこで、ゲルろ過精製で回収した溶出液から不純物を取り除くため、配列番号21で示される当該フラグメント抗体の抗原分子であるC8ペプチド(PRGYPGQV)を固定化したCNBr−activated Sepharose 4 Fast Flow(GE社製)、平衡化バッファー[20mM Tris−HCl (pH 7.5)、 150mM NaCl]、溶出バッファー[0.5mg/mL C8、20mM Tris−HCl (pH 7.5)、 150mM NaCl]を用いて精製し、溶出液を回収した。
回収した溶出液について、常法に従い、還元条件下又は非還元条件下でそれぞれSDS−PAGEを行った。
結果を図1に示す。図中、左のレーンが還元条件下での電気泳動図、右側のレーンが非還元条件下での電気泳動図である。還元条件下では、18kDa付近にP20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)、16kDa付近にP20.1抗体−VL−SARAH(M24C)のバンドが得られた。また、非還元条件下では、35kDa付近にバンドが得られた。P20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)とP20.1抗体−VL−SARAH(M24C)は、両者が正しくヘテロダイマーを形成したときにのみS−S結合が形成されるようにCys残基の導入位置をデザインしている為、これらの結果から、鎖間のS−S結合が正しく形成されたヘテロダイマーであるP20.1抗体−Fv−clasp(v1)が得られたことが判った。
<Preparation of Fv-class (v1) of P20.1 antibody using E. coli expression system in Comparative Example 1>
By the following method, VH-SARAH (Y35C) against the P20.1 antibody represented by SEQ ID NO: 17 (hereinafter sometimes abbreviated as P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C)), and SEQ ID NO: 18 VL-SARAH (M24C) (hereinafter sometimes abbreviated as P20.1 antibody-VL-SARAH (M24C)) against the indicated P20.1 antibody (1) Gene recombination / expression step and solubilization step (2) Refolding step, (3) Concentration step, and (4) Purification step, Fv-class (v1) against P20.1 antibody (hereinafter referred to as P20.1 antibody-Fv-clasp (v1)) May be abbreviated).
The obtained P20.1 antibody-Fv-clas (v1) is composed of the cysteine residue 35th from the N-terminus in the SARAH domain of P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C), and P20.1 antibody- It is designed so that the 24th cysteine residue from the N-terminal in the SARAH domain of VL-SARAH (M24C) forms an SS bond.
(1) Gene recombination / expression step and solubilization step (1) -1: Preparation of VH-SARAH (Y35C) against P20.1 antibody P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C) represented by SEQ ID NO: 19 In accordance with a conventional method, a nucleic acid sequence coding for is introduced into the NcoI / HindIII restriction enzyme site of pET28b (+) vector (manufactured by Novagen) to prepare a recombinant vector for expression of P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C) did. The obtained recombinant vector for P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C) expression was introduced into E. coli BL21 (DE3) strain (manufactured by Novagen). E. coli BL21 (DE3) strain into which the recombinant vector for expression of P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C) was introduced was cultured at 37 ° C. using 1 L of LB medium. Induction was performed by adding IPTG to the medium so that the final concentration was about 0.4 mM at around OD = 0.6. Four hours after the start of the culture, E. coli BL21 (DE3) strain (cells) into which the recombinant vector for expression of P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C) was introduced was recovered.
Among the collected cells, the cells obtained by culturing in 0.5 L of the medium are suspended in 20 mL of TBS (20 mL Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl). Obtained. To the obtained suspension, the cells disruption reagents [Peptstatin (final concentration is 1 μM), Leupeptin (final concentration is 10 μM), PMSF (final concentration is 250 μM) and Turbonuclease (manufactured by Accelgen, 3 μL)] are added. The cells were crushed using an ultrasonic generator (TOMY) and then centrifuged (25000 × g, 4 ° C., 20 min), and the supernatant was removed to obtain a precipitate. To the resulting precipitate, 6 mL of solubilized solution [6M guanidine hydrochloride, 50 mM Tris-HCl (pH 8.0), 150 mM NaCl)] was added and incubated at 37 ° C. for 2 hours with occasional pipetting. . Subsequently, centrifugation (25000 × g, 4 ° C., 20 min) was performed, and the supernatant containing P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C) was recovered.
(1) -2: Preparation of VL-SARAH (M24C) against P20.1 antibody The pET16b vector was prepared by using a nucleic acid sequence encoding P20.1 antibody-VL-SARAH (M24C) represented by SEQ ID NO: 20 according to a conventional method. It was introduced into the NcoI / XhoI restriction enzyme site (manufactured by Novagen) to prepare a recombinant vector for expression of P20.1 antibody-VL-SARAH (M24C). The obtained recombinant vector for P20.1 antibody-VL-SARAH (M24C) expression was introduced into E. coli BL21 (DE3) strain (manufactured by Novagen).
After the introduction of the expression vector into Escherichia coli, P20.1 antibody-VL-SARAH (M24C) is prepared by the same method as in (1) -1 above, and P20.1 antibody-VL-SARAH (M24C) is included. The supernatant was collected.
(2) Refolding step The supernatant containing P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C) recovered in (1) -1 above, and the P20.1 antibody-VL-SARAH (recovered in (1) -2 above) The supernatant containing M24C) was mixed to obtain a mixture. The obtained mixed solution was filtered with a 0.45 μm filter, and the refolding solution A [4M Urea, 0.4M L-Arg, 50 mM Tris-HCl (pH 8. 0), 150 mM NaCl, 375 μM oxidized glutathione] was added to the filtrate with stirring and incubated at 4 ° C. for 4 hours. Refolding solution B [0.4 M L-Arg, 50 mM Tris-HCl (pH 8.0), 150 mM NaCl, 375 μM oxidized glutathione] was added so that the obtained mixed solution after incubation was diluted 2-fold. After adding to the filtrate with stirring, it was incubated at 4 ° C. overnight (overnight) to obtain a refolded antibody solution.
(3) Concentration step Ammonium sulfate ground to 80% saturation was added little by little to the refolded antibody solution obtained in (2) above, followed by ammonium sulfate precipitation, followed by stirring at 4 ° C for 3 hours. Incubated while. The obtained solution after incubation was centrifuged (12000 × g, 4 ° C., 60 min), and the supernatant was removed to obtain a precipitate. A refolding solution [a solution obtained by mixing the above refolding solution A and the above refolding solution B in a ratio of 1: 1] was added to the obtained precipitate and suspended therein, thereby obtaining a suspension. The obtained suspension was dialyzed 3 times in total for 4 to 16 hours using 1 L of dialysis solution [50 mM Tris-HCl (pH 8.0), 150 mM NaCl] according to a conventional method. The suspension after dialysis was collected, and then centrifuged (25000 × g, 4 ° C., 20 min), and the supernatant was collected. The obtained supernatant was concentrated by ultrafiltration according to a conventional method to obtain a concentrated solution.
(4) Purification step The concentrated solution obtained in the above (3) is subjected to HiLoad 16/600 Superdex 200 pg (manufactured by GE) and gel filtration purification elution buffer [50 mM Tris-HCl (pH 8) according to a conventional method. 0.0), 150 mM NaCl], gel filtration purification was performed at a flow rate of 1.0 mL / min. Since a monodispersed peak was obtained at a position estimated as P20.1 antibody-Fv-clas (v1) from the molecular weight marker, the eluate of the peak was collected.
Subsequently, the eluate collected by gel filtration purification was subjected to SDS-PAGE according to a conventional method. As a result, in addition to the band of P20.1 antibody-Fv-clasp (v1), an impurity band was also confirmed.
Therefore, in order to remove impurities from the eluate collected by gel filtration purification, CNBr-activated Sepharose 4 Fast Flow (manufactured by GE) in which C8 peptide (PRGYPGQV), which is an antigen molecule of the fragment antibody represented by SEQ ID NO: 21, is immobilized. ), Equilibration buffer [20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl], elution buffer [0.5 mg / mL C8, 20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl]. The eluate was collected.
The collected eluate was subjected to SDS-PAGE under reducing conditions or non-reducing conditions, respectively, according to a conventional method.
The results are shown in FIG. In the figure, the left lane is an electrophoretic diagram under reducing conditions, and the right lane is an electrophoretic diagram under non-reducing conditions. Under reducing conditions, a band of P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C) was obtained around 18 kDa, and a P20.1 antibody-VL-SARAH (M24C) band was obtained around 16 kDa. Further, a band was obtained around 35 kDa under non-reducing conditions. The P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C) and the P20.1 antibody-VL-SARAH (M24C) have Cys residues so that an SS bond is formed only when they both correctly form heterodimers. Since the introduction position was designed, these results showed that P20.1 antibody-Fv-clas (v1), a heterodimer in which the S—S bond between chains was correctly formed, was obtained.

<比較例2 動物細胞発現系を用いたP20.1抗体のFv−clasp(v1)の調製>
以下の方法により、配列番号22で示されるP20.1抗体に対するVH−SARAH(Y35C)(N末端にマウスナイトジェンのシグナル配列を含む)、および配列番号24で示されるP20.1抗体に対するVL−SARAH(M24C)(N末端にマウスナイトジェンのシグナル配列を含む)を、(1)遺伝子組換工程、(2)動物細胞発現系を用いた組換タンパク質発現工程、および(3)精製工程に付し、P20.1抗体のFv−clasp(v1)(以下、P20.1抗体−Fv−clasp(v1)と略記する場合がある。)を得た。
(1)遺伝子組換工程
配列番号23で示されるP20.1抗体に対するVH−SARAH(Y35C)をコードする核酸配列(N末端にマウスナイトジェンのシグナル配列をコードする配列を含む)を、常法に従い、pcDNA3.1ベクター(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)のHindIII/PmeI制限酵素サイトに導入し、P20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)発現用組換ベクターを調製した。また、配列番号23で示される核酸配列の代わりに、配列番号25で示されるP20.1抗体に対するVL−SARAH(M24C)をコードする核酸配列(N末端にマウスナイトジェンのシグナル配列をコードする配列を含む)を使用し、P20.1抗体−VL−SARAH(M24C)発現用組換ベクターを調製した。
(2)動物細胞発現系を用いた組換タンパク質発現工程
Expi293F細胞(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)を、600mLのExpi293 Expression Medium(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)を用いて、細胞が3x10cells/mLになるように播種した。その後、常法に従い、ExpiFectamine293 Reagent(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)を用いて、各400μgのP20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)発現用組換ベクターおよびP20.1抗体−VL−SARAH(M24C)発現用組換ベクターを、Expi293F細胞へ遺伝子導入した。遺伝子導入後、37℃、8%CO2条件下、125rpmで遺伝子導入したExpi293F細胞を18時間振盪培養した。その後、ExpiFectamine 293 Transfection Enhancer 1およびExpiFectamine 293 Transfection Enhancer 2(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)をそれぞれ3mL、30mL添加し、37℃、8%CO2条件下、125rpmで3日間振盪培養し、培養上清を回収した。
(3)精製工程
(2)で回収した培養上清を、比較例1と同様の手法でC8ペプチドを固定化したCNBr−activated Sepharose 4 Fast Flow(GE社製)を用いて精製した。次いで、その溶出画分を、常法に従い、Superdex 200 Icrease 10/300 GL(GE社製)、及びゲルろ過精製用溶出バッファー[20 mM Tris−HCl (pH 7.5)、 150 mM NaCl]を用いて、流速0.5mL/minでゲルろ過精製を行った。分子量マーカーからP20.1抗体−Fv−clasp(v1)と見積もられる位置に単分散のピークが得られたことから、当該ピークの溶出液を回収した。
回収した溶出液について、常法に従い、還元条件下又は非還元条件下でそれぞれSDS−PAGEを行った。
結果を図2に示す。図中、左のレーンが還元条件下での電気泳動図、右側のレーンが非還元条件下での電気泳動図である。還元条件下では、18kDa付近にP20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)、16kDa付近にP20.1抗体−VL−SARAH(M24C)のバンドが得られた。また、非還元条件下では、35kDa付近にバンドが得られた。P20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)とP20.1抗体−VL−SARAH(M24C)は、両者が正しくヘテロダイマーを形成したときにのみS−S結合が形成されるようにCys残基の導入位置をデザインしている為、これらの結果から、鎖間のS−S結合が正しく形成されたヘテロダイマーであるP20.1抗体−Fv−clasp(v1)が得られたことが判った。
<Comparative Example 2 Preparation of Fv-class (v1) of P20.1 Antibody Using Animal Cell Expression System>
According to the following method, VH-SARAH (Y35C) against the P20.1 antibody represented by SEQ ID NO: 22 (containing a mouse knight signal sequence at the N-terminus) and VL- against the P20.1 antibody represented by SEQ ID NO: 24 SARAH (M24C) (containing a mouse nitrogen signal sequence at the N-terminus) was used for (1) gene recombination step, (2) recombinant protein expression step using animal cell expression system, and (3) purification step To obtain Fv-class (v1) of the P20.1 antibody (hereinafter sometimes abbreviated as P20.1 antibody-Fv-class (v1)).
(1) Gene recombination step A nucleic acid sequence encoding VH-SARAH (Y35C) against the P20.1 antibody represented by SEQ ID NO: 23 (including a sequence encoding a mouse nitrogen signal sequence at the N-terminus) Then, it was introduced into the HindIII / PmeI restriction enzyme site of pcDNA3.1 vector (manufactured by Thermo Fisher Scientific) to prepare a recombinant vector for expression of P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C). Further, in place of the nucleic acid sequence shown in SEQ ID NO: 23, a nucleic acid sequence encoding VL-SARAH (M24C) against the P20.1 antibody shown in SEQ ID NO: 25 (a sequence encoding a mouse nitrogen signal sequence at the N-terminus) Was used to prepare a recombinant vector for expression of P20.1 antibody-VL-SARAH (M24C).
(2) Recombinant protein expression step using animal cell expression system Expi293F cells (manufactured by Thermo Fisher Scientific) are used in 600 mL of Expi293 Expression Medium (manufactured by Thermo Fisher Scientific), and the cells are 3 × 10 6. seeded to cells / mL. Thereafter, in accordance with a conventional method, 400 μg of each of the P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C) expression recombinant vector and the P20.1 antibody-VL-SARAH (Expirectamine 293 Reagent (manufactured by Thermo Fisher Scientific)) M24C) Recombinant expression vector was transfected into Expi293F cells. After the gene introduction, Expi293F cells transfected with 125 rpm at 37 ° C. and 8% CO 2 were cultured with shaking for 18 hours. Thereafter, 3 mL and 30 mL of Expifectamine 293 Transfection Enhancer 1 and Expifectamine 293 Transfection Enhancer 2 (manufactured by Thermo Fisher Scientific) were added, respectively, and the culture was shaken at 125 rpm and 8% CO2 for 3 days. Was recovered.
(3) Purification step The culture supernatant collected in (2) was purified using CNBr-activated Sepharose 4 Fast Flow (GE) in which C8 peptide was immobilized in the same manner as in Comparative Example 1. Subsequently, the elution fraction was added with Superdex 200 Iclear 10/300 GL (manufactured by GE) and gel filtration purification elution buffer [20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl] according to a conventional method. And gel filtration purification was performed at a flow rate of 0.5 mL / min. Since a monodispersed peak was obtained at a position estimated as P20.1 antibody-Fv-clas (v1) from the molecular weight marker, the eluate of the peak was collected.
The collected eluate was subjected to SDS-PAGE under reducing conditions or non-reducing conditions, respectively, according to a conventional method.
The results are shown in FIG. In the figure, the left lane is an electrophoretic diagram under reducing conditions, and the right lane is an electrophoretic diagram under non-reducing conditions. Under reducing conditions, a band of P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C) was obtained around 18 kDa, and a P20.1 antibody-VL-SARAH (M24C) band was obtained around 16 kDa. Further, a band was obtained around 35 kDa under non-reducing conditions. The P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C) and the P20.1 antibody-VL-SARAH (M24C) have Cys residues so that an SS bond is formed only when they both correctly form heterodimers. Since the introduction position was designed, these results showed that P20.1 antibody-Fv-clas (v1), a heterodimer in which the S—S bond between chains was correctly formed, was obtained.

<比較例3 大腸菌発現系を用いた12CA5抗体のFv−clasp(v1)の調製>
配列番号19で示される、P20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)コードする核酸配列の代わりに、配列番号26で示される、12CA5抗体に対するVH−SARAH(Y35C)をコードする核酸配列を使用し、また、配列番号20で示されるP20.1抗体に対するVL−SARAH(M24C)をコードする核酸配列の代わりに、配列番号27で示される、12CA5抗体に対するVL−SARAH(M24C)をコードする核酸配列を使用した以外は、比較例1と同様の方法により、配列番号28で示される、12CA5抗体に対するVH−SARAH(Y35C)(以下、12CA5抗体−VH−SARAH(Y35C)と略記する場合がある)および配列番号29で示される、12CA5抗体に対するVL−SARAH(M24C)(以下、12CA5抗体−VL−SARAH(M24C)と略記する場合がある)を、(1)遺伝子組換・発現工程および可溶化工程、(2)リフォールディング工程、および(3)濃縮工程に付し、さらに、以下に示す(4)精製工程により、12CA5抗体のFv−clasp(v1)(以下、12CA5抗体−Fv−clasp(v1)と略記する場合がある。)を得た。
以下に、(4)精製工程の結果について示す。
(3)の濃縮工程で得られた濃縮液を、比較例1と同様の方法によりゲルろ過精製を行った結果、分子量マーカーから12CA5抗体−Fv−clasp(v1)と見積もられる位置に単分散のピークが得られたことから、当該ピークの溶出液を回収した。
次いで、回収した溶出液を、常法に従い、非還元SDS−PAGEを行った。その結果、37kDa付近の12CA5抗体−Fv−clasp(v1)のバンドに加え、15−18kDa付近に不純物のバンドも確認された。12CA5抗体−VH−SARAH(Y35C)と12CA5抗体−VL−SARAH(M24C)は、両者が正しくヘテロダイマーを形成したときにのみS−S結合が形成されるようにCys残基の導入位置をデザインした為、これらの不純物のバンドは、それぞれのホモダイマーあるいは、部分的に不完全なリフォールディングによる未酸化状態のヘテロダイマーと考えられた。
そこで、ゲルろ過精製で回収した溶出液から不純物を取り除くため、常法に従い、Mono Q 5/50(GE社製)、イオン交換クロマトグラフィー用溶出バッファー[50 mM to 300 mM gradient of NaCl in Tris−HCl、 pH 7.5]を用いて、流速1mL/minで、20mLかけてグラジエントをかけ、イオン交換クロマトグラフィーを行った。
その結果、最も大きなピーク(以下、ピークAと略記する場合がある)の後に、小さなピークが2つ(以下、ピークB、Cと略記する場合がある)得られた。
回収したピークA〜Cの溶出液について、常法に従い、非還元条件下と還元条件下でそれぞれSDS−PAGEを行った。
結果を図3に示す。図中、左側のゲルが還元条件下での電気泳動、右側のゲルが非還元条件下での電気泳動図である。A〜Cのレーン名はそれぞれゲルろ過精製で回収したピークA〜Cの各溶出液の名称に対応する。
非還元条件下での電気泳動の結果、Aは35kDa付近に12CA5抗体−Fv−clasp(v1)のバンド、Bは18kDa付近に12CA5抗体−VH−SARAH(Y35C)のバンドと16kDa付近に12CA5抗体−VL−SARAH(M24C)のバンド、Cは16kDa付近に12CA5抗体−VL−SARAH(M24C)のバンドがそれぞれ得られた。
これらの結果から、ピークAに、鎖間のS−S結合が正しく形成されたヘテロダイマーである12CA5抗体−Fv−clasp(v1)が得られたことが判った。なお、ピークBは未酸化状態のヘテロダイマー分子、ピークCはホモダイマー分子とそれぞれ考えられた。
<Comparative Example 3 Preparation of Fv-class (v1) of 12CA5 Antibody Using E. coli Expression System>
Instead of the nucleic acid sequence encoding P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C) shown in SEQ ID NO: 19, a nucleic acid sequence encoding VH-SARAH (Y35C) against 12CA5 antibody shown in SEQ ID NO: 26 was used. In addition, in place of the nucleic acid sequence encoding VL-SARAH (M24C) for the P20.1 antibody represented by SEQ ID NO: 20, the nucleic acid sequence encoding VL-SARAH (M24C) for the 12CA5 antibody represented by SEQ ID NO: 27 Except for using VH-SARAH (Y35C) against the 12CA5 antibody represented by SEQ ID NO: 28 (hereinafter sometimes abbreviated as 12CA5 antibody-VH-SARAH (Y35C)) in the same manner as in Comparative Example 1 And VL-SARA against 12CA5 antibody shown in SEQ ID NO: 29 (M24C) (hereinafter sometimes abbreviated as 12CA5 antibody-VL-SARAH (M24C)), (1) gene recombination / expression step and solubilization step, (2) refolding step, and (3) concentration The process was followed by (4) purification step to obtain 12CA5 antibody Fv-class (v1) (hereinafter sometimes abbreviated as 12CA5 antibody-Fv-class (v1)).
The results of (4) purification step are shown below.
The concentrated solution obtained in the concentration step (3) was subjected to gel filtration purification in the same manner as in Comparative Example 1. As a result, the monodisperse was estimated at the position estimated as 12CA5 antibody-Fv-class (v1) from the molecular weight marker. Since the peak was obtained, the eluate of the peak was collected.
Subsequently, the recovered eluate was subjected to non-reducing SDS-PAGE according to a conventional method. As a result, in addition to the 12CA5 antibody-Fv-clasp (v1) band near 37 kDa, an impurity band was also confirmed near 15-18 kDa. 12CA5 antibody-VH-SARAH (Y35C) and 12CA5 antibody-VL-SARAH (M24C) are designed to introduce Cys residues so that SS bonds are formed only when they form a heterodimer correctly. Therefore, these impurity bands were considered to be the respective homodimers or unoxidized heterodimers due to partially incomplete refolding.
Therefore, in order to remove impurities from the eluate recovered by gel filtration purification, according to a conventional method, Mono Q 5/50 (manufactured by GE), elution buffer for ion exchange chromatography [50 mM to 300 mM gradient of NaCl in Tris- Using HCl, pH 7.5], ion exchange chromatography was performed by applying a gradient of 20 mL at a flow rate of 1 mL / min.
As a result, after the largest peak (hereinafter sometimes abbreviated as peak A), two small peaks (hereinafter sometimes abbreviated as peaks B and C) were obtained.
The collected eluates of peaks A to C were subjected to SDS-PAGE under non-reducing conditions and reducing conditions, respectively, according to a conventional method.
The results are shown in FIG. In the figure, the left gel is an electrophoresis diagram under reducing conditions, and the right gel is an electrophoresis diagram under non-reducing conditions. The lane names A to C correspond to the names of the eluates of peaks A to C collected by gel filtration purification, respectively.
As a result of electrophoresis under non-reducing conditions, A is a band of 12CA5 antibody-Fv-class (v1) in the vicinity of 35 kDa, B is a band of 12CA5 antibody-VH-SARAH (Y35C) in the vicinity of 18 kDa and 12CA5 antibody in the vicinity of 16 kDa A band of -VL-SARAH (M24C) and a band of 12CA5 antibody-VL-SARAH (M24C) were obtained in the vicinity of 16 kDa, respectively.
From these results, it was found that 12CA5 antibody-Fv-clas (v1), which is a heterodimer in which an S—S bond between chains was correctly formed, was obtained in peak A. Peak B was considered as an unoxidized heterodimer molecule, and peak C was considered as a homodimer molecule.

<比較例4 大腸菌発現系で得られたP20.1抗体のFv−clasp(v1)とC8ペプチドとの複合体の結晶構造解析>
以下の方法により、比較例1で大腸菌発現系により得られたP20.1抗体−Fv−clasp(v1)を用いて、P20.1抗体−Fv−clasp(v1)と当該フラグメント抗体の抗原分子であるC8ペプチドとの複合体の結晶化を行った。P20.1抗体−Fv−clasp(v1)とC8ペプチドの終濃度がそれぞれ7mg/mL、1mMとなるように両者を混合し、結晶化試料とした。自動結晶化装置mosuquito(TTP LabTech社製)、各種スクリーニングキット[Classics Neo Suite(QIAGEN社製)(96条件)、Wizard Classic 1 & 2(Rigaku社製)(96条件)、Wizard Precipitant Synergy(Rigaku社製)(192条件)、SaltRx(Hampton Research社製)(96条件)]、ビオラモタンパク質結晶化プレート(96ウェル、アズワン社製)を用いて、1条件当たり0.1μLの結晶化試料と0.1μLのスクリーニングキット溶液(結晶化試薬)を混合してドロップを作製し、リザーバには80μLの結晶化試薬を用い、シッティングドロップ蒸気拡散法により結晶化のスクリーニングを行った。
上記の様に、4種類のキットを用いて合計480のスクリーニング条件を検討したが、全く結晶を得ることはできなかった。大腸菌発現系で得られたFv−clasp(v1)は、当該フラグメント抗体と抗原分子との複合体において、結晶化能を有さないものがあることが判った。
<Comparative Example 4 Crystal Structure Analysis of Complex of Fv-class (v1) of P20.1 Antibody and C8 Peptide Obtained in E. coli Expression System>
By using the P20.1 antibody-Fv-class (v1) obtained by the E. coli expression system in Comparative Example 1 by the following method, the P20.1 antibody-Fv-class (v1) and the antigen molecule of the fragment antibody were A complex with a C8 peptide was crystallized. Both were mixed so that the final concentrations of P20.1 antibody-Fv-clasp (v1) and C8 peptide would be 7 mg / mL and 1 mM, respectively, to obtain a crystallized sample. Automatic crystallizer mosuquito (manufactured by TTP LabTech), various screening kits (Classics Neo Suite (manufactured by QIAGEN) (96 conditions), Wizard Classic 1 & 2 (manufactured by Rigaku) (96 conditions), Wizard Precipitang (192 conditions), SaltRx (manufactured by Hampton Research) (96 conditions)], violamoprotein crystallization plate (96 well, manufactured by ASONE), 0.1 μL of crystallization sample per condition and 0 .1 μL of screening kit solution (crystallization reagent) was mixed to prepare a drop, and 80 μL of crystallization reagent was used as a reservoir, and crystallization was screened by a sitting drop vapor diffusion method.
As described above, a total of 480 screening conditions were examined using four types of kits, but no crystals could be obtained. It was found that the Fv-clasp (v1) obtained by the E. coli expression system does not have a crystallization ability in the complex of the fragment antibody and the antigen molecule.

<比較例5 動物細胞発現系で得られたP20.1抗体のFv−clasp(v1)とC8ペプチドとの複合体の結晶構造解析>
比較例2で動物細胞発現系により得られたP20.1抗体−Fv−clasp(v1)を用いて、比較例4と同様の方法により、P20.1抗体−Fv−clasp(v1)と当該フラグメント抗体の抗原分子であるC8ペプチドとの複合体の結晶化を行った。ただし、スクリーニングキットは、Index(Hampton Research社製)およびWizard Classic 1 & 2(Rigaku社製)を用いた。
その結果、スクリーニング段階におけるP20.1抗体−Fv−clasp(v1)とC8ペプチドとの複合体は、192条件中7条件(3.6%)で結晶が得られた。これらのうちの1条件についてさらに条件を最適化して得られた結晶(Crystal−1)と、スクリーニングにおいてCrystal−1とは異なる条件で得られた結晶(Crystal−2)について、放射光施設SPring−8にてX線回折実験を実施した。その結果、Crystal−1は1.31Å分解能、Crystal−2は1.75Å分解能でそれぞれX線回折データを得た。得られたX線回折データを用い、P20.1Fabの結晶構造(PDB ID:2ZPK)およびMst1のSARAHドメインの結晶構造(PDB ID:4NR2)をサーチモデルとし、分子置換プログラムPHASER[McCoy、 A. J.、 et al. Phaser crystallographic software. J. Appl. Crystallogr. 40、 658−674 (2007)]を使用した分子置換法により位相を決定した。その後、REFMAC5[Murshudov、 G. N.、 et al. REFMAC 5 for the refinement of macromolecular crystal structures. Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr. 67、 355−367 (2011)]およびPHENIX[Adams、P.、 et al. Recent developments in the PHENIX software for automated crystallographic structure determination. J. Synchrotron. Radiat.、 11、 53-55. (2004)]を用いて構造の精密化を行った。得られたP20.1抗体のFv−clasp(v1)とC8ペプチドとの複合体(Crystal−1)のX線結晶構造解析の結果を図4に示す。
<Comparative Example 5 Crystal Structure Analysis of Complex of Fv-Clasp (v1) of P20.1 Antibody and C8 Peptide Obtained in Animal Cell Expression System>
Using the P20.1 antibody-Fv-class (v1) obtained by the animal cell expression system in Comparative Example 2, the P20.1 antibody-Fv-class (v1) and the fragment thereof were produced in the same manner as in Comparative Example 4. Crystallization of the complex with the C8 peptide, which is the antigen molecule of the antibody, was performed. However, Index (manufactured by Hampton Research) and Wizard Classic 1 & 2 (manufactured by Rigaku) were used as the screening kit.
As a result, crystals of the complex of P20.1 antibody-Fv-class (v1) and C8 peptide in the screening stage were obtained under 7 conditions (3.6%) out of 192 conditions. A crystal (Crystal-1) obtained by further optimizing the condition for one of these conditions, and a crystal (Crystal-2) obtained under the conditions different from Crystal-1 in the screening, the synchrotron radiation facility SPring- An X-ray diffraction experiment was conducted at 8. As a result, X-ray diffraction data was obtained with a resolution of 1.31Å for Crystal-1 and a resolution of 1.75Å for Crystal-2. The obtained X-ray diffraction data was used as a search model for the crystal structure of P20.1 Fab (PDB ID: 2ZPK) and the SARAH domain crystal structure of Mst1 (PDB ID: 4NR2). J. et al. Et al. Phaser crystallographic software. J. et al. Appl. Crystallogr. 40, 658-674 (2007)], and the phase was determined. Then, REFMAC5 [Murshudov, G. N. Et al. REFMAC 5 for the refinement of macromolecular crystal structures. Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr. 67, 355-367 (2011)] and PHENIX [Adams, P. et al. Et al. Reent developments in the PHENIX software for automated crystallographic structure determination. J. et al. Synchrotron. Radiat. 11, 53-55. (2004)] was used to refine the structure. FIG. 4 shows the results of X-ray crystal structure analysis of the complex (Crystal-1) of the obtained P20.1 antibody Fv-class (v1) and C8 peptide.

<比較例6 大腸菌発現系で得られた12CA5抗体のFv−clasp(v1)とHAペプチドとの複合体の結晶構造解析>
比較例3で大腸菌発現系により得られた12CA5抗体−Fv−clasp(v1)を用いて、比較例4と同様の方法により、12CA5抗体−Fv−clasp(v1)と配列番号30で示される抗原分子であるHAペプチド(YPYDVPDYA)との複合体の結晶化を行った。ただし、12CA5抗体−Fv−clasp(v1)とHAペプチドの終濃度がそれぞれ7mg/mL、1mMとなるように両者を混合したものを結晶化試料とし、スクリーニングキットは、Classics Neo Suite(QIAGEN社製)(96条件)、Classics II Suite(QIAGEN社製)(96条件)、Wizard Classic 1 & 2(Rigaku社製)(96条件)を用いた。
その結果、スクリーニング段階における12CA5抗体−Fv−clasp(v1)と抗原分子であるHAペプチドとの複合体は、上記の3種類のキットを用いた合計288条件中、51条件(17.7%)で結晶が得られた。
得られた複合体の結晶のうち、10種類の結晶について、比較例5と同様の方法により、X線回折実験を実施したところ、概ね4〜9Åという低い回折能を示した。そこで、これらのうちの1種類について結晶化条件の検討、X線回折実験を繰り返し、結晶化条件を最適化した結果、2.2Åでのデータ収集に成功した。このデータについて、比較例5と同様の方法により、立体構造を決定した(ただし、Fv領域に対する分子置換のサーチモデルはPDB ID:1HILを使用した)。得られた12CA5抗体のFv−clasp(v1)とHAペプチドとの複合体の構造を図5に示す。
大腸菌発現系で得られたFv−clasp(v1)は、スクリーニング段階において結晶化能を有していても、後述するFv−clasp(v2)よりも、結晶が得られるスクリーニング条件の数は少なく、また、スクリーニングで得られる結晶では回折能が低い(結晶化能が低い)傾向にあることが判った。
<Comparative Example 6 Crystal Structure Analysis of Complex of 12 CA5 Antibody Fv-Clasp (v1) and HA Peptide Obtained in E. coli Expression System>
By using the 12CA5 antibody-Fv-clas (v1) obtained by the E. coli expression system in Comparative Example 3 in the same manner as in Comparative Example 4, 12CA5 antibody-Fv-clas (v1) and the antigen represented by SEQ ID NO: 30 Crystallization of the complex with the molecule HA peptide (YPYDVPDYA) was performed. However, the 12CA5 antibody-Fv-clasp (v1) and the HA peptide were mixed at a final concentration of 7 mg / mL and 1 mM, respectively. ) (96 conditions), Classics II Suite (QIAGEN) (96 conditions), Wizard Classic 1 & 2 (Rigaku) (96 conditions) were used.
As a result, the complex of 12CA5 antibody-Fv-class (v1) and the antigenic peptide HA peptide in the screening stage was 51 conditions (17.7%) out of a total of 288 conditions using the above-mentioned three types of kits. A crystal was obtained.
When 10 types of crystals of the obtained complex were subjected to an X-ray diffraction experiment in the same manner as in Comparative Example 5, a low diffraction ability of about 4 to 9 mm was exhibited. Therefore, as a result of repeating the examination of crystallization conditions and X-ray diffraction experiments for one of these and optimizing the crystallization conditions, data was successfully collected at 2.2 mm. With respect to this data, the three-dimensional structure was determined by the same method as in Comparative Example 5 (however, PDB ID: 1HIL was used as a search model for molecular replacement for the Fv region). The structure of the complex of the obtained 12CA5 antibody Fv-clasp (v1) and the HA peptide is shown in FIG.
Even if Fv-class (v1) obtained in the E. coli expression system has crystallization ability in the screening stage, the number of screening conditions for obtaining crystals is smaller than that of Fv-class (v2) described later, In addition, it was found that crystals obtained by screening tend to have low diffraction ability (low crystallization ability).

以下の比較例7−9及び実施例1は、比較例5で得られたFv−clasp(v1)の構造をもとに、Fv−clasp(v1)を改良するため、Fv−clasp(v1)の変異体(後述するFv−clasp(S−Sなし)、Fv−clasp(v1’)、Fv−clasp(v1’’)、およびFv−clasp(v2)を作成したものである。
各変異体におけるS−S結合の位置を、下記表1に示す。
Comparative Examples 7-9 and Example 1 below are based on the structure of Fv-clasp (v1) obtained in Comparative Example 5, and thus improve Fv-clasp (v1). Mutants of Fv-clas (without SS), Fv-clasp (v1 ′), Fv-clasp (v1 ″), and Fv-clasp (v2) described later.
The position of the SS bond in each mutant is shown in Table 1 below.

Figure 2018088403
Figure 2018088403

<比較例7 動物細胞発現系を用いた2H5抗体のFv−clasp(S−Sなし)の調製>
以下の方法により、配列番号31で示される2H5抗体に対するVH−SARAH(N末端に2H5重鎖のシグナル配列、C末端にHisタグ配列を含む。以下、2H5抗体−VH−SARAHと略記する場合がある)、および配列番号32で示される2H5抗体に対するVL−SARAH(N末端に2H5軽鎖のシグナル配列、C末端にHisタグ配列を含む。以下、2H5抗体−VL−SARAHと略記する場合がある)を、(1)遺伝子組換工程、(2)動物細胞発現系を用いた組換タンパク質発現工程、及び(3)精製工程に付し、2H5抗体のFv−clasp(S−Sなし)(以下、2H5抗体−Fv−clasp(S−Sなし)と略記する場合がある。)を含む培養上清を得た。
(1)遺伝子組換工程
配列番号23で示されるP20.1抗体に対するVH−SARAH(Y35C)をコードする核酸配列(N末端にマウスナイトジェンのシグナル配列をコードする配列を含む)の代わりに、配列番号33で示される2H5抗体に対するVH−SARAHをコードする核酸配列(N末端に2H5重鎖のシグナル配列、C末端にHisタグ配列をコードする配列を含む)を使用し、また、配列番号25で示されるP20.1抗体に対するVL−SARAH(M24C)をコードする核酸配列(N末端にマウスナイトジェンのシグナル配列をコードする配列を含む)の代わりに、配列番号34で示される2H5抗体に対するVL−SARAHをコードする核酸配列(N末端に2H5軽鎖のシグナル配列、C末端にHisタグ配列をコードする配列を含む)を使用した以外は、比較例2と同様の方法により、2H5抗体−VH−SARAHおよび2H5抗体−VL−SARAHの発現用組換ベクターを調製した。
(2)動物細胞発現系を用いた組換タンパク質発現工程
P20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)発現用組換ベクターの代わりに2H5抗体−VH−SARAH発現用組換ベクターを使用し、またP20.1抗体−VL−SARAH(M24C)発現用組換ベクターの代わりに2H5抗体−VL−SARAHの発現用組換ベクターを使用した以外は、比較例2と同様の方法により、2H5抗体−Fv−clasp(S−Sなし)を含む培養上清を回収した。
(3)精製工程
回収した培養上清1mLから、配列番号89で示される2H5の抗原分子であるeTEVペプチド(RENLYFQGKDG)を固定化したCNBr−activated Sepharose 4 Fast Flow(GE社製)20μLを用いて、アフィニティークロマトグラフィー法により沈降反応を行い、担体に結合したタンパク質を溶出させ、溶出液(以下、S−Sなし溶出液と略記する場合がある)を得た。
なお、得られた2H5抗体−Fv−clasp(S−Sなし)は2H5抗体のFv領域およびそれに融合したSARAHドメイン配列中に新たなシステイン残基を持たず、分子間でS−S結合を形成しないようにデザインしたものである。
<Comparative Example 7 Preparation of Fv-clas (no SS) of 2H5 antibody using animal cell expression system>
By the following method, VH-SARAH (containing a 2H5 heavy chain signal sequence at the N terminus and a His tag sequence at the C terminus) for the 2H5 antibody represented by SEQ ID NO: 31. And VL-SARAH for the 2H5 antibody represented by SEQ ID NO: 32 (including a 2H5 light chain signal sequence at the N-terminus and a His tag sequence at the C-terminus. The following may be abbreviated as 2H5 antibody-VL-SARAH. ) Were subjected to (1) gene recombination step, (2) recombinant protein expression step using animal cell expression system, and (3) purification step, and Fv-clas of 2H5 antibody (without SS) ( Hereinafter, a culture supernatant containing 2H5 antibody-Fv-clasp (sometimes abbreviated as SS) may be obtained.
(1) Gene recombination step In place of the nucleic acid sequence encoding VH-SARAH (Y35C) against the P20.1 antibody represented by SEQ ID NO: 23 (including a sequence encoding a mouse nitrogen signal sequence at the N-terminus), A nucleic acid sequence encoding VH-SARAH for the 2H5 antibody shown in SEQ ID NO: 33 (including a signal sequence of 2H5 heavy chain at the N-terminus and a sequence encoding a His tag sequence at the C-terminus) is used, and SEQ ID NO: 25 VL against the 2H5 antibody shown in SEQ ID NO: 34 instead of the nucleic acid sequence encoding VL-SARAH (M24C) against the P20.1 antibody shown in (including a sequence encoding a mouse nitrogen signal sequence at the N-terminus) A nucleic acid sequence encoding SARAH (a signal sequence of 2H5 light chain at the N-terminus and a His tag at the C-terminus) 2H5 antibody-VH-SARAH and 2H5 antibody-VL-SARAH expression recombinant vectors were prepared in the same manner as in Comparative Example 2 except that the sequence encoding the sequence was used.
(2) Recombinant protein expression step using animal cell expression system 2H5 antibody-VH-SARAH expression recombinant vector is used instead of P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C) expression recombinant vector, and The 2H5 antibody-Fv was prepared in the same manner as in Comparative Example 2 except that the recombinant vector for expression of 2H5 antibody-VL-SARAH was used instead of the recombinant vector for expression of P20.1 antibody-VL-SARAH (M24C). The culture supernatant containing -clasp (without SS) was collected.
(3) Purification step From 1 mL of the collected culture supernatant, 20 μL of CNBr-activated Sepharose 4 Fast Flow (GE), to which an eTEV peptide (RENLYFQGKDG) which is an antigen molecule of 2H5 represented by SEQ ID NO: 89 is immobilized, was used. Then, a precipitation reaction was performed by affinity chromatography to elute the protein bound to the carrier to obtain an eluate (hereinafter sometimes abbreviated as an eluate without SS).
In addition, the obtained 2H5 antibody-Fv-clasp (without SS) does not have a new cysteine residue in the Fv region of the 2H5 antibody and the SARAH domain sequence fused thereto, and forms an SS bond between molecules. It is designed not to do so.

<比較例8 動物細胞発現系を用いた2H5抗体のFv−clasp(v1’)の調製>
比較例7と同様の方法により、配列番号35で示される2H5抗体に対するVH(11C)−SARAH(N末端に2H5重鎖のシグナル配列、C末端にHisタグ配列を含む。以下、2H5抗体−VH(11C)−SARAHと略記する場合がある)、および配列番号36で示される2H5抗体に対するVL−SARAH(33C)(N末端に2H5軽鎖のシグナル配列、C末端にHisタグ配列を含む。以下、2H5抗体−VL−SARAH(33C)と略記する場合がある)を、(1)遺伝子組換工程、(2)動物細胞発現系を用いた組換タンパク質発現工程、及び(3)精製工程に付し、2H5抗体のFv−clasp(v1’)(以下、2H5抗体−Fv−clasp(v1’)と略記する場合がある。)を含む溶出液(以下、v1’溶出液と略記する場合がある)を得た。
なお、得られた2H5抗体−Fv−clasp(v1’)は、2H5抗体に対するVH(11C)−SARAHのVH領域中のChothia法による抗体残基番号11のシステイン残基と、2H5抗体−VL−SARAH(33C)のSARAHドメイン中のC末端から17番目(N末端から33番目)のシステイン残基とがS−S結合を形成するようにデザインしたものである。
<Comparative Example 8 Preparation of 2v5 Antibody Fv-Clasp (v1 ') Using Animal Cell Expression System>
In the same manner as in Comparative Example 7, VH (11C) -SARAH (containing a signal sequence of 2H5 heavy chain at the N-terminus and a His tag sequence at the C-terminus. 2H5 antibody-VH) (11C) -SARAH may be abbreviated), and VL-SARAH (33C) (2H5 light chain signal sequence at the N-terminus and His tag sequence at the C-terminus. 2H5 antibody-VL-SARAH (33C) may be abbreviated as (1) gene recombination step, (2) recombinant protein expression step using animal cell expression system, and (3) purification step And an eluate (hereinafter referred to as v1 ′) containing 2v5 antibody Fv-class (v1 ′) (hereinafter sometimes abbreviated as 2H5 antibody-Fv-class (v1 ′)). Sometimes referred to as the bottom product is) was obtained.
The obtained 2H5 antibody-Fv-clasp (v1 ′) is a cysteine residue of antibody residue number 11 by the Chothia method in the VH region of VH (11C) -SARAH against 2H5 antibody and 2H5 antibody-VL- The SARAH domain of SARAH (33C) is designed to form an SS bond with the 17th cysteine residue from the C-terminus (33th from the N-terminus).

<比較例9 動物細胞発現系を用いた2H5抗体のFv−clasp(v1’’)の調製>
比較例7と同様の方法により、配列番号37で示される2H5抗体に対するVH(108C)−SARAH(N末端に2H5重鎖のシグナル配列、C末端にHisタグ配列を含む。以下、2H5抗体−VH(108C)−SARAHと略記する場合がある)、および配列番号38で示される2H5抗体に対するVL−SARAH(30C)(N末端に2H5軽鎖のシグナル配列、C末端にHisタグ配列を含む。以下、2H5抗体−VL−SARAH(30C)と略記する場合がある)を、(1)遺伝子組換工程、(2)動物細胞発現系を用いた組換タンパク質発現工程、及び(3)精製工程に付し、2H5抗体のFv−clasp(v1’’)(以下、2H5抗体−Fv−clasp(v1’’)と略記する場合がある。)を含む溶出液(以下、v1’’溶出液と略記する場合がある)を得た。
なお、得られた2H5抗体−Fv−clasp(v1’’)は、2H5抗体に対するVH(108C)−SARAHのVH領域中のChothia法による抗体残基番号108のシステイン残基と、2H5抗体−VL−SARAH(30C)のSARAHドメイン中のC末端から20番目(N末端から30番目)のシステイン残基とがS−S結合を形成するようにデザインしたものである。
<Comparative Example 9 Preparation of Fv-class (v1 '') of 2H5 Antibody Using Animal Cell Expression System>
In the same manner as in Comparative Example 7, VH (108C) -SARAH (containing a signal sequence of 2H5 heavy chain at the N terminus and a His tag sequence at the C terminus for the 2H5 antibody represented by SEQ ID NO: 37. Hereinafter, 2H5 antibody-VH (108C) -SARAH may be abbreviated), and VL-SARAH (30C) for the 2H5 antibody represented by SEQ ID NO: 38 (including a 2H5 light chain signal sequence at the N-terminus and a His tag sequence at the C-terminus. 2H5 antibody-VL-SARAH (30C) may be abbreviated as (1) gene recombination step, (2) recombinant protein expression step using animal cell expression system, and (3) purification step 2H5 antibody Fv-class (v1 ″) (hereinafter sometimes abbreviated as 2H5 antibody-Fv-class (v1 ″)) v1 ″ eluate is sometimes abbreviated).
The obtained 2H5 antibody-Fv-clasp (v1 ″) is composed of the cysteine residue of antibody residue number 108 by the Chothia method in the VH region of VH (108C) -SARAH for 2H5 antibody and 2H5 antibody-VL. -Designed so that an S-S bond is formed with the 20th cysteine residue from the C-terminus (30th from the N-terminus) in the SARAH domain of SARAH (30C).

<実施例1 動物細胞発現系を用いた2H5抗体のFv−clasp(v2)の調製>
比較例7と同様の方法により、配列番号39で示される2H5抗体に対するVH(112C)−SARAH(N末端に2H5重鎖のシグナル配列、C末端にHisタグ配列を含む。以下、2H5抗体−VH(112C)−SARAHと略記する場合がある)、および配列番号40で示される2H5抗体に対するVL−SARAH(37C)(N末端に2H5軽鎖のシグナル配列、C末端にHisタグ配列を含む。以下、2H5抗体−VL−SARAH(37C)と略記する場合がある)を、(1)遺伝子組換工程、(2)動物細胞発現系を用いた組換タンパク質発現工程、及び(3)精製工程に付し、2H5抗体のFv−clasp(v2)(以下、2H5抗体−Fv−clasp(v2)と略記する場合がある。)を含む溶出液(以下、v2溶出液と略記する場合がある)を得た。
なお、得られた2H5抗体−Fv−clasp(v2)は、2H5抗体に対するVH(112C)−SARAHのVH領域中のChothia法による抗体残基番号112のシステイン残基と、2H5抗体−VL−SARAH(37C)のSARAHドメイン中のC末端から13番目(N末端から37番目)のシステイン残基とがS−S結合を形成するようにデザインしたものである。
<Example 1 Preparation of Fv-class (v2) of 2H5 antibody using animal cell expression system>
In the same manner as in Comparative Example 7, VH (112C) -SARAH (containing a signal sequence of 2H5 heavy chain at the N-terminus and a His tag sequence at the C-terminus. 2H5 antibody-VH) (112C) -SARAH may be abbreviated), and VL-SARAH (37C) (2H5 light chain signal sequence at the N-terminus and His tag sequence at the C-terminus. 2H5 antibody-VL-SARAH (37C) may be abbreviated as (1) gene recombination step, (2) recombinant protein expression step using animal cell expression system, and (3) purification step And an eluate containing the 2H5 antibody Fv-class (v2) (hereinafter sometimes abbreviated as 2H5 antibody-Fv-class (v2)) (hereinafter referred to as v). Sometimes referred to as the eluent there) was obtained.
The obtained 2H5 antibody-Fv-clasp (v2) is a cysteine residue of antibody residue number 112 according to Chothia method in the VH region of VH (112C) -SARAH for 2H5 antibody, and 2H5 antibody-VL-SARAH. The (37C) SARAH domain is designed so that the 13 th cysteine residue from the C terminus (37 th from the N terminus) forms an S—S bond.

<実験例1 2H5抗体の各種Fv−claspバージョンのS−S結合形成能>
比較例7−9及び実施例1で得た各溶出液について、常法に従い、還元条件下又は非還元条件下でそれぞれSDS−PAGEを行った。
結果を図6に示す。図中、中央のマーカーのレーンを挟んでゲルの左側(レーン1〜4)が還元条件下での電気泳動図、ゲルの右側(レーン5〜8)が非還元条件下での電気泳動図である。レーン1は還元条件下における比較例7で得られたS−Sなし溶出液、レーン2は還元条件下における比較例8で得られたv1’溶出液、レーン3は還元条件下における比較例9で得られたv1’’溶出液、レーン4は還元条件下における実施例1で得られたv2溶出液、レーン5は非還元条件下における比較例7で得られたS−Sなし溶出液、レーン6は非還元条件下における比較例8で得られたv1’溶出液、レーン7は非還元条件下における比較例9で得られたv1’’溶出液、レーン8は非還元条件下における実施例1で得られたv2溶出液の電気泳動の結果をそれぞれ示す。
還元条件下において、S−Sなし溶出液(レーン1)、v1’溶出液(レーン2)、及びv2溶出液は、それぞれ22kDa付近に2H5抗体−VH−SARAH、又は2H5抗体−VH−SARAHにシステイン残基を導入した変異体のバンドが得られ、また、それぞれ18kDa付近に2H5抗体−VL−SARAH、又は2H5抗体−VL−SARAHにシステイン残基を導入した変異体のバンドが得られた。一方、v1’’溶出液(レーン3)は、2H5抗体−VH−SARAHにシステイン残基を導入した変異体や2H5抗体−VL−SARAHにシステイン残基を導入した変異体に対応するバンドは得られなかった。
また、非還元条件下において、S−Sなし溶出液(レーン5)は、35−37kDa付近に予想される2H5抗体のFv−clasp二量体のバンドが得られず、v1’溶出液(レーン6)は、S−S結合を形成した2H5抗体のFv−clasp(v1’)のバンド(35kDa付近)の他に、17kDa付近にS−S結合を形成出来ていない単独の2H5抗体−VH−SARAHのバンドおよび2H5抗体−VH−SARAHのバンドが得られたが、v2溶出液(レーン8)は、S−S結合を形成した2H5抗体のFv−clasp(v2)のバンド(37kDa)のみが得られた。
還元条件下での電気泳動の結果から、Fv−clasp(S−Sなし)(比較例7)、Fv−clasp(v1’)(比較例8)、Fv−clasp(v2)(比較例10)は、宿主からそれぞれ発現し分泌されており、また、抗原分子への結合活性が保たれていることが判った。一方、Fv−clasp(v1’’)(比較例9)は発現分泌がされなかったか、あるいは発現したものの抗原結合能を失ったことが判った。
さらに、非還元条件下での電気泳動の結果から、Fv−clasp(v1’)は分子間でS−S結合を形成しないダイマー、もしくはホモダイマーのような不純物が生じる一方、Fv−clasp(v2)のみが分子間S−S結合を100%形成する能力を持つことが判った。
<Experimental Example 1 S—S bond forming ability of various Fv-class versions of 2H5 antibody>
Each eluate obtained in Comparative Example 7-9 and Example 1 was subjected to SDS-PAGE under reducing or non-reducing conditions according to a conventional method.
The results are shown in FIG. In the figure, the left side of the gel (lanes 1 to 4) across the central marker lane is an electrophoretic diagram under reducing conditions, and the right side of the gel (lanes 5 to 8) is an electrophoretic diagram under non-reducing conditions. is there. Lane 1 is the SS-free eluate obtained in Comparative Example 7 under reducing conditions, Lane 2 is the v1 ′ eluate obtained in Comparative Example 8 under reducing conditions, and Lane 3 is Comparative Example 9 under reducing conditions. V1 '' eluate obtained in Example 1, Lane 4 is the v2 eluate obtained in Example 1 under reducing conditions, Lane 5 is the eluate without SS obtained in Comparative Example 7 under non-reducing conditions, Lane 6 is the v1 ′ eluate obtained in Comparative Example 8 under non-reducing conditions, Lane 7 is the v1 ″ eluate obtained in Comparative Example 9 under non-reducing conditions, and Lane 8 is conducted under non-reducing conditions. The results of electrophoresis of the v2 eluate obtained in Example 1 are shown respectively.
Under reducing conditions, the SS-free eluate (lane 1), the v1 ′ eluate (lane 2), and the v2 eluate were respectively converted to 2H5 antibody-VH-SARAH or 2H5 antibody-VH-SARAH at around 22 kDa. Mutant bands into which cysteine residues were introduced were obtained, and mutant bands into which cysteine residues were introduced into 2H5 antibody-VL-SARAH or 2H5 antibody-VL-SARAH were obtained in the vicinity of 18 kDa, respectively. On the other hand, the v1 ″ eluate (lane 3) obtained a band corresponding to a mutant in which a cysteine residue was introduced into 2H5 antibody-VH-SARAH or a mutant in which a cysteine residue was introduced into 2H5 antibody-VL-SARAH. I couldn't.
Further, under non-reducing conditions, the SS-free eluate (lane 5) did not give the expected Fv-class dimer band of 2H5 antibody around 35-37 kDa, and v1 ′ eluate (lane 6) In addition to the Fv-clasp (v1 ′) band (around 35 kDa) of the 2H5 antibody that formed an S—S bond, a single 2H5 antibody that did not form an S—S bond near 17 kDa—VH— A band of SARAH and a band of 2H5 antibody-VH-SARAH were obtained, but the v2 eluate (lane 8) had only the band of Fv-class (v2) (37 kDa) of the 2H5 antibody that formed an SS bond. Obtained.
From the results of electrophoresis under reducing conditions, Fv-class (without SS) (Comparative Example 7), Fv-class (v1 ′) (Comparative Example 8), Fv-class (v2) (Comparative Example 10) Was expressed and secreted from the host, respectively, and the binding activity to the antigen molecule was maintained. On the other hand, Fv-clasp (v1 ″) (Comparative Example 9) was found not to be expressed or secreted, or expressed but lost the antigen binding ability.
Furthermore, as a result of electrophoresis under non-reducing conditions, Fv-clasp (v1 ′) produces impurities such as dimers or homodimers that do not form S—S bonds between molecules, whereas Fv-clasp (v2) It was found that only has the ability to form 100% intermolecular S—S bonds.

比較例5−6に示したFv−clasp(v1)の構造解析の結果から、VH−SARAHとVL−SARAHがより安定なヘテロダイマーを構成するように、本発明者らはFv−clasp(v1’)、Fv−clasp(v1’’)、およびFv−clasp(v2)の3つの異なる変異体を考案した。
即ち、VH−SARAHとVL−SARAHに導入するシステイン残基の位置の組み合わせとして、上記表1に記載の3つの新たな組み合わせ{[VH(11C)−SARAHのVH領域中のChothia法による抗体残基番号11のシステイン残基と、VL−SARAH(33C)のSARAHドメイン中のC末端から17番目(N末端から33番目)のシステイン残基(Fv−clasp(v1’)]の組み合わせ、[VH(108C)−SARAHのVH領域中のChothia法による抗体残基番号108のシステイン残基と、VL−SARAH(30C)のSARAHドメイン中のC末端から20番目(N末端から30番目)のシステイン残基(Fv−clasp(v1’’)]の組み合わせ、[VH(112C)−SARAHのVH領域中のChothia法による抗体残基番号112のシステイン残基と、VL−SARAH(37C)のSARAHドメイン中のC末端から13番目(N末端から37番目)のシステイン残基(Fv−clasp(v2)]の組み合わせ}を考案し、それらについて、S−S結合形成能を実験例1で検討した。
しかし、実験例1に示すように、意外なことにこれらの変異体のうちFv−clasp(v1’)は分子間で安定なS−S結合を形成せず、また、Fv−clasp(v1’’)は良好な発現量と抗原結合能を保てなかったことが判った。
すなわち、Fv−claspにおいて分子内可動性を抑えてヘテロダイマーを安定化するとともに結晶化能を改善するためには、導入するヘテロダイマー間S−S結合の位置は、VH(112C)−SARAHのVH領域中のChothia法による抗体残基番号112のアミノ酸残基とVL−SARAH(37C)のSARAHドメイン中のC末端から13番目(N末端から37番目)のアミノ酸残基を選ぶ必要があることが判った。
From the results of the structural analysis of Fv-clasp (v1) shown in Comparative Example 5-6, the present inventors have confirmed that Fv-clasp (v1) and VH-SARAH and VL-SARAH constitute a more stable heterodimer. '), Three different variants of Fv-clasp (v1 ″) and Fv-clasp (v2) were devised.
That is, as a combination of positions of cysteine residues to be introduced into VH-SARAH and VL-SARAH, three new combinations described in Table 1 above {[antibody residue by Chothia method in VH region of VH (11C) -SARAH] A combination of the cysteine residue of group number 11 and the 17th cysteine residue (Fv-clas (v1 ′)) from the C-terminal in the SARAH domain of VL-SARAH (33C) (Fv-clas (v1 ′)), [VH The cysteine residue of antibody residue number 108 by Chothia method in the VH region of (108C) -SARAH and the cysteine residue at the 20th position from the C-terminus (30th position from the N-terminus) in the SARAH domain of VL-SARAH (30C) A combination of groups (Fv-clas (v1 ″)), [VH (112C) -SARAH V The cysteine residue of antibody residue number 112 according to the Chothia method in the region and the 13th cysteine residue (Fv-clasp (v2) from the C-terminus in the SARAH domain of VL-SARAH (37C) )]] Was devised, and the SS bond-forming ability was examined in Experimental Example 1 for them.
However, as shown in Experimental Example 1, surprisingly, among these mutants, Fv-class (v1 ′) does not form a stable SS bond between molecules, and Fv-class (v1 ′) It was found that ') could not maintain good expression level and antigen binding ability.
That is, in order to stabilize the heterodimer by suppressing intramolecular mobility in Fv-clasp and improve the crystallization ability, the position of the S—S bond between heterodimers to be introduced is that of VH (112C) -SARAH. It is necessary to select the amino acid residue of antibody residue No. 112 by Chothia method in the VH region and the 13th amino acid residue from the C-terminus (37th from the N-terminus) in the SARAH domain of VL-SARAH (37C) I understood.

<実施例2 大腸菌発現系を用いたP20.1抗体のFv−clasp(v2)の調製>
配列番号19で示される、P20.1抗体−VH−SARAH(Y35C)をコードする核酸配列の代わりに、配列番号41で示される、P20.1抗体に対するVH(112C)−SARAHをコードする核酸配列を使用し、また、配列番号20で示されるP20.1抗体に対するVL−SARAH(M24C)をコードする核酸配列の代わりに、配列番号42で示される、P20.1抗体に対するVL−SARAH(37C)をコードする核酸配列を使用した以外は、比較例1と同様の方法により、大腸菌発現系を用いて、配列番号43で示される、P20.1抗体に対するVH(112C)−SARAH(以下、P20.1抗体−VH(112C)−SARAHと略記する場合がある)、および配列番号44で示される、P20.1抗体に対するVL−SARAH(37C)(以下、P20.1抗体−VL−SARAH(37C)と略記する場合がある)を、(1)遺伝子組換・発現工程および可溶化工程、(2)リフォールディング工程、(3)濃縮工程、および(4)精製工程に付し、P20.1抗体に対するFv−clasp(v2)(以下、P20.1抗体−Fv−clasp(v2)と略記する場合がある)を得た。
結果を図7に示す。図中、左側のレーンが還元条件下での電気泳動図、右側のレーンが非還元条件下での電気泳動図である。還元条件下、P20.1抗体−Fv−clasp(v2)は、P20.1抗体に対するVH(112C)−SARAHおよびP20.1抗体に対するVL−SARAH(37C)のバンドが18kDa付近に重なって得られ、非還元条件下、35kDa付近にP20.1抗体−Fv−clasp(v2)の一本のバンドが得られた。Fv−clasp(v2)は、大腸菌発現系でもVH(112C)−SARAHとVL−SARAH(37C)の間で正しくヘテロダイマーを形成しS−S結合を形成した組換えタンパク質が非常に高純度で得られることが判った。
また、得られたP20.1抗体−Fv−clasp(v2)は、上記精製の過程で抗原分子であるC8ペプチドを固定化したレジンで精製しているので、抗C8ペプチド抗体としての活性を有していることは明らかである。
すなわち、Fv−clasp(v2)は、発現させる宿主細胞の種類によらず、簡便に製造できることができ、且つ、抗原結合活性を有することが判った(実施例1、2)。
<Example 2 Preparation of Fv-class (v2) of P20.1 antibody using E. coli expression system>
In place of the nucleic acid sequence encoding P20.1 antibody-VH-SARAH (Y35C) shown in SEQ ID NO: 19, the nucleic acid sequence encoding VH (112C) -SARAH against the P20.1 antibody shown in SEQ ID NO: 41 And, instead of the nucleic acid sequence encoding VL-SARAH (M24C) against the P20.1 antibody shown in SEQ ID NO: 20, VL-SARAH (37C) against the P20.1 antibody shown in SEQ ID NO: 42 The VH (112C) -SARAH (hereinafter referred to as P20.A) against the P20.1 antibody represented by SEQ ID NO: 43 is obtained in the same manner as in Comparative Example 1 using an E. coli expression system, except that a nucleic acid sequence that encodes is used. 1 antibody-VH (112C) -SARAH), and the P20.1 antibody shown in SEQ ID NO: 44 VL-SARAH (37C) (hereinafter sometimes abbreviated as P20.1 antibody-VL-SARAH (37C)), (1) gene recombination / expression step and solubilization step, (2) refolding step , (3) Concentration step, and (4) Purification step, Fv-class (v2) against P20.1 antibody (hereinafter sometimes abbreviated as P20.1 antibody-Fv-class (v2)) Obtained.
The results are shown in FIG. In the figure, the left lane is an electrophoretic diagram under reducing conditions, and the right lane is an electrophoretic diagram under non-reducing conditions. Under reducing conditions, P20.1 antibody-Fv-clasp (v2) was obtained by overlapping the bands of VH (112C) -SARAH for P20.1 antibody and VL-SARAH (37C) for P20.1 antibody around 18 kDa. Under non-reducing conditions, a single band of P20.1 antibody-Fv-class (v2) was obtained around 35 kDa. Fv-clasp (v2) is a highly purified recombinant protein that forms a heterodimer correctly between VH (112C) -SARAH and VL-SARAH (37C) in the E. coli expression system and forms an SS bond. It turns out that it is obtained.
In addition, since the obtained P20.1 antibody-Fv-clasp (v2) is purified by a resin in which the C8 peptide as an antigen molecule is immobilized in the above purification process, it has activity as an anti-C8 peptide antibody. Obviously.
That is, it was found that Fv-clasp (v2) can be easily produced regardless of the type of host cell to be expressed and has antigen binding activity (Examples 1 and 2).

<実施例3−10 大腸菌発現系を用いたFv−clasp(v2)の調製>
実施例2と同様の方法により、P20.1抗体に対するVH(112C)−SARAHの代わりに、93201抗体、TS2/16抗体、SG/19抗体、t8E4抗体、9E10抗体、12CA5抗体、t1E4抗体、およびNZ−1抗体に対するVH(112C)−SARAH、並びに、P20.1抗体に対するVL−SARAH(37C)の代わりに、93201抗体、TS2/16抗体、SG/19抗体、t8E4抗体、9E10抗体、12CA5抗体、t1E4抗体、およびNZ−1抗体に対するVL−SARAH(37C)を、それぞれ(1)遺伝子組換・発現工程および可溶化工程、(2)リフォールディング工程、(3)濃縮工程、及び(4)精製工程に付し、各抗体に対するFv−clasp(v2)(以下、各抗体の名称−Fv−clasp(v2)と略記する場合がある)を調製した。
使用した核酸の配列および調製したタンパク質の配列を下記表2及び表3にそれぞれ示す。
<Example 3-10 Preparation of Fv-clasp (v2) using E. coli expression system>
In the same manner as in Example 2, instead of VH (112C) -SARAH against P20.1 antibody, 93201 antibody, TS2 / 16 antibody, SG / 19 antibody, t8E4 antibody, 9E10 antibody, 12CA5 antibody, t1E4 antibody, and Instead of VH (112C) -SARAH for NZ-1 antibody and VL-SARAH (37C) for P20.1 antibody, 93201 antibody, TS2 / 16 antibody, SG / 19 antibody, t8E4 antibody, 9E10 antibody, 12CA5 antibody VL-SARAH (37C) against t1E4 antibody and NZ-1 antibody, respectively, (1) gene recombination / expression step and solubilization step, (2) refolding step, (3) concentration step, and (4) Fv-class (v2) for each antibody (hereinafter, the name of each antibody) Sometimes abbreviated -fv-clasp and (v2) is) was prepared.
The sequences of the nucleic acid used and the prepared protein are shown in Table 2 and Table 3, respectively.

Figure 2018088403
Figure 2018088403

Figure 2018088403
結果を図8に示す。図中、左側のレーンが還元条件下での電気泳動図、右側のレーンが非還元条件下での電気泳動図である。8種類の抗体のFv−clasp(v2)のすべてにおいて、実施例2で得られたP20.1抗体−Fv−clasp(v2)と同様に、還元条件下では各抗体に対するVH(112C)−SARAH及びVL−SARAH(37C)に相当するバンドが18−20kDa付近に得られ、また、非還元条件下では35−37kDa付近に各抗体に対するFv−clasp(v2)のバンドが一本得られた。
すなわち、大腸菌発現系で調製したこれら8種の抗体のFv−clasp(v2)は、いずれもVH(112C)−SARAHとVL−SARAH(37C)の間で正しくヘテロダイマーを形成してS−S結合を形成し、高い純度で精製できることが判った。
Figure 2018088403
The results are shown in FIG. In the figure, the left lane is an electrophoretic diagram under reducing conditions, and the right lane is an electrophoretic diagram under non-reducing conditions. In all of the 8 types of Fv-class (v2) of the antibody, the VH (112C) -SARAH for each antibody under reducing conditions, similar to the P20.1 antibody-Fv-class (v2) obtained in Example 2 And a band corresponding to VL-SARAH (37C) was obtained in the vicinity of 18-20 kDa, and one Fv-class (v2) band for each antibody was obtained in the vicinity of 35-37 kDa under non-reducing conditions.
That is, the Fv-clasp (v2) of these 8 types of antibodies prepared in the E. coli expression system correctly forms heterodimers between VH (112C) -SARAH and VL-SARAH (37C), and thus S-S It was found that a bond was formed and could be purified with high purity.

<実験例2 Fv−clasp(v2)の抗原結合活性の確認>
実施例3−10で得られた各種抗体に対するFv−clasp(v2)が抗原結合活性を有することを、ゲルろ過クロマトグラフィーのピークシフト又はバイオレイヤー干渉法によりそれぞれ確認した。
93201抗体、TS2/16抗体、SG/19抗体及びt8E4抗体に対するFv−clasp(v2)については、それぞれの抗原分子[93201抗体に対するFv−clasp(v2)については配列番号77で示されるSORLA Vps10pドメイン、TS2/16抗体に対するFv−clasp(v2)とSG/19抗体に対するFv−clasp(v2)については配列番号78で示されるα6鎖と配列番号79で示されるβ1鎖からなるインテグリンα6β1、t8E4抗体に対するFv−clasp(v2)ついては配列番号80で示されるHGF]と安定な複合体を形成することを、ゲルろ過クロマトグラフィーのピークシフトによって確認した。
結果を図9に示す。いずれの抗体に対するFv−clasp(v2)も、抗原タンパク質と結合することによりピークがシフトしたことから、各種抗体に対するFv−clasp(v2)は、抗原結合活性を有することが判った。
また、9E10抗体に対するFv−clasp(v2)と12CA5抗体に対するFv−clasp(v2)については、それぞれの抗原分子である配列番号81で示されるMycタグを付加したT4Lタンパク質、又は配列番号82で示されるHAタグを付加したT4Lタンパク質に対する結合を、Octet Red96(プライムテック社)を用いたバイオレイヤー干渉法によってリアルタイム解析し、オリジナルの抗体(9E10抗体及び12CA5抗体)の抗原分子に対する結合能と比較した。
結果を図10に示す。いずれの抗体に対するFv−clasp(v2)も、オリジナルの抗体と同程度の抗原結合活性(抗原親和性)を持つことが判った。
なお、NZ−1抗体に対するFv−clasp(v2)及びt1E4抗体に対するFv−clasp(v2)については、後述する実施例14及び実施例17において、それぞれの抗原との複合体の状態で結晶構造解析し、結晶中で抗原と1:1の複合体を形成していることを直接確認した。これらの結果から、各種抗体に対するFv−clasp(v2)は、抗原結合活性を有することが判った。
<Experimental Example 2 Confirmation of Antigen Binding Activity of Fv-clasp (v2)>
It was confirmed by gel filtration chromatography peak shift or biolayer interferometry that Fv-clasp (v2) against various antibodies obtained in Example 3-10 had antigen binding activity.
For Fv-class (v2) against 93201 antibody, TS2 / 16 antibody, SG / 19 antibody and t8E4 antibody, the respective antigen molecule [SORLA Vps10p domain represented by SEQ ID NO: 77 for Fv-class (v2) against 93201 antibody , Integrin α6β1, t8E4 antibody comprising α6 chain represented by SEQ ID NO: 78 and β1 chain represented by SEQ ID NO: 79 for Fv-class (v2) against TS2 / 16 antibody and Fv-class (v2) against SG / 19 antibody It was confirmed by the peak shift of gel filtration chromatography that a stable complex was formed with Fv-clasp (v2) against HGF shown in SEQ ID NO: 80].
The results are shown in FIG. Since Fv-class (v2) for any antibody shifted its peak due to binding to the antigen protein, it was found that Fv-class (v2) for various antibodies had antigen-binding activity.
The Fv-class (v2) for the 9E10 antibody and the Fv-class (v2) for the 12CA5 antibody are represented by the T4L protein to which the Myc tag represented by SEQ ID NO: 81 as the respective antigen molecule is added, or SEQ ID NO: 82. The binding to the HA-tagged T4L protein was analyzed in real time by biolayer interferometry using Octet Red96 (Primetech) and compared with the binding ability of the original antibodies (9E10 antibody and 12CA5 antibody) to the antigen molecule. .
The results are shown in FIG. It was found that Fv-clasp (v2) for any antibody has the same level of antigen binding activity (antigen affinity) as the original antibody.
As for Fv-clasp (v2) against NZ-1 antibody and Fv-clasp (v2) against t1E4 antibody, in Example 14 and Example 17 described later, crystal structure analysis in the state of complex with each antigen It was directly confirmed that a 1: 1 complex with the antigen was formed in the crystal. From these results, it was found that Fv-clasp (v2) against various antibodies has antigen binding activity.

<実施例11 TS2/16抗体に対するFv−clasp(v2)の結晶構造解析>
実施例4で調製したTS2/16抗体に対するFv−clasp(v2)(以下、TS2/16抗体−Fv−clasp(v2)と略記する場合がある)を用いて、比較例4と同様の方法により、TS2/16抗体−Fv−clasp(v2)の結晶化を行った。
ただし、4.9mg/mLのTS2/16抗体−Fv−clasp(v2)溶液を結晶化試料とし、スクリーニングキットは、Classics Neo Suite(QIAGEN社製)(96条件)、Wizard Classic 1 & 2(Rigaku社製)(96条件)を用いた。
その結果、スクリーニング段階において、192条件中、1条件(0.5%)で結晶が得られた。得られた結晶について、比較例5と同様の方法により、X線回折データを測定し、2.04Å分解能でデータが得られ、構造を決定することができた。
結果を図11に示す。Fv−clasp(v2)は、結晶化能を有することが判った。一般に、全長の抗体では通常結晶は得られず、また従来のフラグメント抗体(Fabフラグメントや単鎖抗体(scFv)フラグメント)では結晶が得られないことも多いため、抗原決定部位の立体構造解析が不明な抗体が存在している。Fv−clasp(v2)は、結晶化能を有しており、また、結晶化が容易であることから、抗体の抗原決定部位の立体構造解析において、特に有用であることが判った。
<Example 11 Crystal structure analysis of Fv-clasp (v2) against TS2 / 16 antibody>
Using Fv-clasp (v2) (hereinafter sometimes abbreviated as TS2 / 16 antibody-Fv-clas (v2)) against the TS2 / 16 antibody prepared in Example 4, the same method as in Comparative Example 4 was used. Crystallization of TS2 / 16 antibody-Fv-clasp (v2) was performed.
However, 4.9 mg / mL TS2 / 16 antibody-Fv-clasp (v2) solution was used as a crystallization sample, and the screening kits were Classics Neo Suite (manufactured by QIAGEN) (96 conditions), Wizard Classic 1 & 2 (Rigaku) (96 conditions).
As a result, in the screening stage, crystals were obtained under one of 192 conditions (0.5%). About the obtained crystal | crystallization, the X-ray-diffraction data was measured by the method similar to the comparative example 5, data were obtained with 2.04 resolution | decomposability, and the structure was able to be determined.
The results are shown in FIG. Fv-clasp (v2) was found to have crystallization ability. In general, full-length antibodies usually do not yield crystals, and conventional fragment antibodies (Fab fragments or single-chain antibodies (scFv) fragments) often do not yield crystals, so the three-dimensional structure analysis of the antigen-determining site is unknown. Antibodies are present. Since Fv-clasp (v2) has crystallization ability and is easy to crystallize, it was proved to be particularly useful in the three-dimensional structure analysis of the antigen determining site of the antibody.

<実施例12−14 各種Fv−clasp(v2)と抗原との複合体の結晶構造解析>
実施例2で調製したP20.1抗体−Fv−clasp(v2)と配列番号21で示されるP20.1抗体の抗原分子であるC8ペプチドとの複合体(実施例12)、実施例8で調製した12CA5抗体−Fv−clasp(v2)と配列番号30で示される12CA5抗体の抗原分子であるHAペプチドとの複合体(実施例13)、実施例10で調製したNZ−1抗体−Fv−clasp(v2)と配列番号83で示されるNZ−1抗体の抗原分子であるPAペプチドとの複合体(実施例14)について、比較例4と同様の方法により結晶化を行った。
ただし、P20.1抗体−Fv−clasp(v2)とC8ペプチドの複合体については、それぞれの終濃度が11mg/mL、2mMとなるように両者を混合したものを結晶化試料とし、スクリーニングキットは、Classics Neo Suite(QIAGEN社製)(96条件)、Classics II Suite(QIAGEN社製)(96条件)、Wizard Classic 1 & 2(Rigaku社製)(96条件)、JCSG+(Molecular Dimensions社製)(96条件)を用いた。12CA5抗体−Fv−clasp(v2)とHAペプチドの複合体については、それぞれの終濃度が7mg/mL、1mMとなるように両者を混合したものを結晶化試料とし、スクリーニングキットは、Classics Neo Suite(QIAGEN社製)(96条件)、Classics II Suite(QIAGEN社製)(96条件)、Wizard Classic 1 & 2(Rigaku社製)(96条件)を用いた。NZ−1抗体−Fv−clasp(v2)とPAペプチドの複合体については、それぞれの終濃度が3.8mg/mL、1mMとなるように両者を混合したものを結晶化試料とし、スクリーニングキットは、Classics Neo Suite(QIAGEN社製)(96条件)、Wizard Classic 1 & 2(Rigaku社製)(96条件)を用いた。
その結果、スクリーニング段階で、P20.1抗体−Fv−clasp(v2)とC8ペプチドとの複合体については、384条件中35条件(9.1%)、12CA5抗体−Fv−clasp(v2)とHAペプチドとの複合体については、288条件中74条件(25.7%)、NZ−1抗体−Fv−clasp(v2)とPAペプチドとの複合体については、192条件中6条件(3.1%)でそれぞれ結晶が得られた。
12CA5抗体−Fv−clasp(v2)とHAペプチドとの複合体およびNZ−1抗体−Fv−clasp(v2)とPAペプチドとの複合体については、スクリーニングで得られた結晶を用い、比較例5と同様の方法により、X線回折データを測定し、それぞれ2.45Å分解能、2.15Å分解能でデータが得られた。また、P20.1抗体−Fv−clasp(v2)とC8ペプチドとの複合体については、スクリーニングで得られた結晶の条件を元に結晶化条件の最適化を行い、その結果得られた結晶を用いてX線回折データの測定を行い、1.17Å分解能のデータが得られた。得られたX線回折データを用い、比較例5と同様の手法により構造を決定した。ただし、Fv領域に対する分子置換のサーチモデルは、P20.1抗体−Fv−clasp(v2)についてはP20.1抗体−Fv−clasp(v1)とC8ペプチドとの複合体の構造、12CA5抗体−Fv−clasp(v2)については12CA5抗体−Fv−clasp(v1)とHAペプチドとの複合体の構造、NZ−1抗体−Fv−clasp(v2)についてはNZ−1Fabの構造(PDB ID:4YO0)を使用した。
結果を図12〜図14に示す。
<Example 12-14 Crystal structure analysis of complex of various Fv-clasp (v2) and antigen>
Complex (Example 12) of P20.1 antibody-Fv-clasp (v2) prepared in Example 2 and C8 peptide which is an antigen molecule of P20.1 antibody represented by SEQ ID NO: 21, prepared in Example 8 12CA5 antibody-Fv-clasp (v2) and an HA peptide that is an antigen molecule of the 12CA5 antibody represented by SEQ ID NO: 30 (Example 13), NZ-1 antibody-Fv-clas prepared in Example 10 The complex (Example 14) of (v2) and the PA peptide that is the antigen molecule of the NZ-1 antibody represented by SEQ ID NO: 83 was crystallized by the same method as in Comparative Example 4.
However, for the complex of P20.1 antibody-Fv-clasp (v2) and C8 peptide, a mixture of the two so that the final concentration of each was 11 mg / mL and 2 mM was used as a crystallization sample, and the screening kit was , Classics Neo Suite (manufactured by QIAGEN) (96 conditions), Classics II Suite (manufactured by QIAGEN) (96 conditions), Wizard Classic 1 & 2 (manufactured by Rigaku) (96 conditions), JCSG + (Molecular Dimes) 96 conditions). Regarding the complex of 12CA5 antibody-Fv-clasp (v2) and HA peptide, a mixture of both was used as a crystallization sample so that the final concentrations thereof were 7 mg / mL and 1 mM, and the screening kit was Classics Neo Suite. (QIAGEN) (96 conditions), Classics II Suite (QIAGEN) (96 conditions), Wizard Classic 1 & 2 (Rigaku) (96 conditions) were used. As for the complex of NZ-1 antibody-Fv-clasp (v2) and PA peptide, a mixture of the two so as to have a final concentration of 3.8 mg / mL and 1 mM is used as a crystallization sample. , Classics Neo Suite (manufactured by QIAGEN) (96 conditions), Wizard Classic 1 & 2 (manufactured by Rigaku) (96 conditions) were used.
As a result, at the screening stage, for the complex of P20.1 antibody-Fv-class (v2) and C8 peptide, 35 out of 384 conditions (9.1%), 12CA5 antibody-Fv-class (v2) For the complex with HA peptide, 74 conditions (25.7%) out of 288 conditions, and for the complex of NZ-1 antibody-Fv-class (v2) and PA peptide, 6 conditions in 192 conditions (3. 1%) crystals were obtained respectively.
About the complex of 12CA5 antibody-Fv-clasp (v2) and HA peptide and the complex of NZ-1 antibody-Fv-clasp (v2) and PA peptide, using the crystals obtained by screening, Comparative Example 5 X-ray diffraction data was measured by the same method as described above, and data was obtained with a resolution of 2.45 mm and a resolution of 2.15 mm, respectively. In addition, for the complex of P20.1 antibody-Fv-clasp (v2) and C8 peptide, the crystallization conditions were optimized based on the crystal conditions obtained by screening, and the resulting crystals were The X-ray diffraction data was measured using this, and data with a resolution of 1.17 mm was obtained. The structure was determined by the same method as in Comparative Example 5 using the obtained X-ray diffraction data. However, for the P20.1 antibody-Fv-class (v2), the search model for molecular substitution for the Fv region is the structure of the complex of P20.1 antibody-Fv-class (v1) and C8 peptide, 12CA5 antibody-Fv -Clasp (v2): 12CA5 antibody -Fv-clasp (v1) and HA peptide complex structure, NZ-1 antibody -Fv-clasp (v2) NZ-1 Fab structure (PDB ID: 4YO0) It was used.
The results are shown in FIGS.

Fv−clasp(v1)とFv−clasp(v2)について、以下に比較して考察する。
比較例4の結果、大腸菌発現系で得られたP20.1抗体−Fv−clasp(v1)とC8ペプチドとの複合体は、480条件を検討したものの、全く結晶を得ることはできず、動物細胞発現系で調製して初めて3.6%の確率で結晶が得られたのに対し、実施例12の結果、P20.1抗体−Fv−clasp(v2)とC8ペプチドとの複合体は、大腸菌発現系で得られたものでも384条件中35条件(9.1%)で結晶が得られ、結晶化条件を最適化した結晶からは1.17Å分解能の非常に高分解能なデータが得られた。
また、比較例6の結果、スクリーニング段階における12CA5抗体−Fv−clasp(v1)とHAペプチドとの複合体は、288条件中51条件(17.7%)で結晶が得られ、当該結晶からは概ね4Å分解能〜9Å分解能の低分解能のデータしか得られなかったのに対し、12CA5抗体−Fv−clasp(v1)とHAペプチドとの複合体と全く同じ条件(タンパク質濃度、抗原濃度、使用したスクリーニングキットの種類)でスクリーニングを実施したにも関わらず、実施例13の結果、スクリーニング段階における12CA5抗体−Fv−clasp(v2)とHAペプチドとの複合体は、288条件中74条件(25.7%)で結晶が得られ、当該結晶からは2.45Å分解能の高分解能のデータが得られた。
これらの結果から、Fv−clasp(v1)は大腸菌発現系で得られたものは結晶化能を有さない場合があるが、Fv−clasp(v2)は発現時の宿主によらずに結晶化能を有するものが得られることが判った。大腸菌は動物細胞に比べ取扱が容易であることから、特に大腸菌発現系で結晶化能を有するものが得られる点において、Fv−clasp(v2)はFv−clasp(v1)よりも有用である。
また、例え大腸菌発現系で得られたFv−clasp(v1)が結晶化能を有する場合であっても、Fv−clasp(v2)は、Fv−clasp(v1)に比べ、結晶化能が高く(結晶化されやすく)、高分解能の結晶を得られることが判った。
Fv-clasp (v1) and Fv-clasp (v2) will be considered in comparison with the following.
As a result of Comparative Example 4, the complex of P20.1 antibody-Fv-class (v1) and C8 peptide obtained in the E. coli expression system was not able to obtain crystals at all, although 480 conditions were examined. Crystals were obtained with a probability of 3.6% for the first time after being prepared in the cell expression system, whereas as a result of Example 12, the complex of P20.1 antibody-Fv-class (v2) and C8 peptide was Crystals obtained with the E. coli expression system were obtained under 35 conditions (9.1%) out of 384 conditions, and crystals with optimized crystallization conditions gave very high resolution data with 1.17Å resolution. It was.
In addition, as a result of Comparative Example 6, crystals of 12CA5 antibody-Fv-clasp (v1) and the HA peptide in the screening stage were obtained under 51 conditions (17.7%) out of 288 conditions. Although only low resolution data of about 4 to 9 resolution was obtained, the same conditions (protein concentration, antigen concentration, screening used) as the complex of 12CA5 antibody-Fv-class (v1) and HA peptide Although the screening was carried out with the type of kit), as a result of Example 13, the complex of 12CA5 antibody-Fv-class (v2) and the HA peptide in the screening stage was 74 conditions (25.7) in 288 conditions. %) Crystals were obtained, and high resolution data with a resolution of 2.45 mm was obtained from the crystals.
From these results, although Fv-class (v1) obtained in an E. coli expression system may not have crystallization ability, Fv-class (v2) crystallizes regardless of the host at the time of expression. It was found that a product having the ability was obtained. Since E. coli is easier to handle than animal cells, Fv-class (v2) is more useful than Fv-class (v1) particularly in that an E. coli expression system has crystallization ability.
Moreover, even when Fv-class (v1) obtained in an E. coli expression system has crystallization ability, Fv-class (v2) has a higher crystallization ability than Fv-class (v1). It was found that high resolution crystals can be obtained (easily crystallized).

<実施例15−17 各種Fv−clasp(v2)と難結晶性抗原との複合体の結晶構造解析>
難結晶性タンパク質であるSORLA(neuroral sorting receptor)のVps10pドメイン、インテグリンα6β1、及びHGF(肝細胞増殖因子)について、配列番号77で示されるVps10pと実施例3で調製した93201抗体−Fv−clasp(v2)との複合体(実施例15)、配列番号78および配列番号79で示されるインテグリンα6β1と実施例4で調製したTS2/16抗体−Fv−clasp(v2)との複合体(実施例16)、配列番号80で示されるHGFと実施例9で調製したt1E4抗体−Fv−clasp(v2)との複合体(実施例17)について、比較例4と同様の方法により結晶化を行った。
ただし、Vps10pと93201抗体−Fv−clasp(v2)との複合体については、濃度を3mg/mLおよび1.5mg/mLにしたものを結晶化試料とし、スクリーニングキットは、前者についてはClassics Neo Suite(QIAGEN社製)(96条件)、後者についてはClassics Neo Suite(QIAGEN社製)(96条件)およびWizard Classic 1 & 2(Rigaku社製)(96条件)を用いた。インテグリンα6β1とTS2/16抗体−Fv−clasp(v2)との複合体については、濃度を9.2mg/mLにしたものを結晶化試料とし、スクリーニングキットは、Classics Neo Suite(QIAGEN社製)(96条件)、Wizard Classic 1 & 2(Rigaku社製)(96条件)、ProPlex(Molecular Dimensions社製)(96条件)を用いた。HGFとt1E4抗体−Fv−clasp(v2)との複合体については、濃度を9.7mg/mLにしたものを結晶化試料とし、スクリーニングキットは、Classics Neo Suite(QIAGEN社製)(96条件)、Classics II Suite(QIAGEN社製)(96条件)、Wizard Classic 1 & 2(Rigaku社製)(96条件)、ProPlex(Molecular Dimensions社製)(96条件)、JCSG+(Molecular Dimensions社製)(96条件)を用いた。
その結果、スクリーニング段階で、Vps10pと93201抗体−Fv−clasp(v2)との複合体については、288条件中11条件(3.8%)、インテグリンα6β1とTS2/16抗体−Fv−clasp(v2)との複合体については、288条件中2条件(0.7%)、HGFとt1E4抗体−Fv−clasp(v2)との複合体については、480条件中1条件(0.2%)でそれぞれ結晶が得られた。
得られた各複合体の結晶について、比較例5と同様の方法により、X線回折データを測定し、当該複合体のX線結晶構造解析を行った。
結果を図15−図17に示す。スクリーニング段階において、Vps10pと93201抗体−Fv−clasp(v2)との複合体については3.2Å分解能、インテグリンα6β1とTS2/16抗体−Fv−clasp(v2)との複合体については3.37Å分解能、HGFとt1E4抗体−Fv−clasp(v2)との複合体については4.1Å分解能でデータが得られ、結晶構造を決定することができた。
さらに、結晶化条件の最適化を行ったところ、Vps10pと93201抗体−Fv−clasp(v2)との複合体については2.59Å分解能、インテグリンα6β1とTS2/16抗体−Fv−clasp(v2)との複合体については、最終的に3.05Å分解能でデータが得られ、結晶構造を決定することができた。
<Example 15-17 Crystal structure analysis of complex of various Fv-clasp (v2) and hardly crystalline antigen>
Regarding the Vps10p domain of SORLA (neural sorting receptor), integrin α6β1, and HGF (hepatocyte growth factor), which is a hardly crystalline protein, the Vps10p represented by SEQ ID NO: 77 and the 93201 antibody-Fv-clasp prepared in Example 3 ( v2) (Example 15), integrin α6β1 represented by SEQ ID NO: 78 and SEQ ID NO: 79 and TS2 / 16 antibody-Fv-clas (v2) prepared in Example 4 (Example 16) The complex (Example 17) of HGF represented by SEQ ID NO: 80 and the t1E4 antibody-Fv-class (v2) prepared in Example 9 was crystallized by the same method as in Comparative Example 4.
However, for the complex of Vps10p and 93201 antibody-Fv-clasp (v2), those with concentrations of 3 mg / mL and 1.5 mg / mL were used as crystallization samples, and the screening kit was a Classics Neo Suite for the former. (QIAGEN) (96 conditions), and for the latter, Classics Neo Suite (QIAGEN) (96 conditions) and Wizard Classic 1 & 2 (Rigaku) (96 conditions) were used. For the complex of integrin α6β1 and TS2 / 16 antibody-Fv-clasp (v2), a crystallization sample was used at a concentration of 9.2 mg / mL, and the screening kit was Classics Neo Suite (manufactured by QIAGEN) ( 96 conditions), Wizard Classic 1 & 2 (manufactured by Rigaku) (96 conditions), and ProPlex (manufactured by Molecular Dimensions) (96 conditions). For the complex of HGF and t1E4 antibody-Fv-class (v2), a crystallization sample was used at a concentration of 9.7 mg / mL, and the screening kit was Classics Neo Suite (manufactured by QIAGEN) (96 conditions) , Classics II Suite (manufactured by QIAGEN) (96 conditions), Wizard Classic 1 & 2 (manufactured by Rigaku) (96 conditions), ProPlex (manufactured by Molecular Dimensions) (96 conditions), JCSG + (manufactured by Molecular Dimension 96) Condition) was used.
As a result, at the screening stage, for the complex of Vps10p and 93201 antibody-Fv-clasp (v2), 11 out of 288 conditions (3.8%), integrin α6β1 and TS2 / 16 antibody-Fv-clasp (v2) ) For 2 complexes (0.7%) in 288 conditions, and for the complex of HGF and t1E4 antibody-Fv-class (v2), 1 condition (0.2%) in 480 conditions Crystals were obtained for each.
About the obtained crystal | crystallization of each composite_body | complex, the X-ray-diffraction data were measured by the method similar to the comparative example 5, and the X-ray crystal structure analysis of the said composite_body | complex was performed.
The results are shown in FIGS. In the screening stage, the complex of Vps10p and 93201 antibody-Fv-class (v2) has a resolution of 3.2, and the complex of integrin α6β1 and TS2 / 16 antibody-Fv-class (v2) has a resolution of 3.37. As for the complex of HGF and t1E4 antibody-Fv-clas (v2), data was obtained at a resolution of 4.1Å, and the crystal structure could be determined.
Furthermore, when the crystallization conditions were optimized, the complex of Vps10p and 93201 antibody-Fv-class (v2) was found to have a resolution of 2.59Å, integrin α6β1 and TS2 / 16 antibody-Fv-class (v2) With respect to the complex, data was finally obtained at a resolution of 3.05 mm, and the crystal structure could be determined.

以下に、Fv−clasp(v2)の結晶化を促進する働きについて考察する。
インテグリンはマルチドメインの糖タンパク質であり、細胞外ドメインはシグナル伝達に連動して非常に大きな構造変化をおこすことが知られており、単独での結晶化は困難であると考えられていた。そこで本発明者らは、これまでにTS2/16を含む複数の抗体のFabを使用して結晶化を試みたが、全く結晶は得られていなかった。しかし、上記の通り、TS2/16抗体のFv−clasp(v2)との複合体を用いることで、スクリーニング段階においても3.37Å分解能でデータが得られ、結晶構造を決定することができた。
また、本願発明者らは、過去にHGFとt1E4抗体のFabの結晶構造解析を試みたが、最高で9Å程度の回折能を有した結晶しか得られなかった。しかし、上記の通り、Fv−clasp(v2)を用いることで、スクリーニング段階においても4.1Å分解能で結晶構造を決定することができた。
これらの結果から、Fv−clasp(v2)は、タンパク質、特に、難結晶性タンパク質と複合体を形成させた時に、その結晶化を促進する働きがあることが明らかとなり、結晶化促進用フラグメント抗体として有用であることが判った。
また、本願発明者らは、過去にVps10pとプロペプチドとの複合体の結晶構造を行った(Kitago、Y.、et al.Structural basis for amyloidogenic peptide recognition by sorLA.Nature Struct. Mol. Biol. 22、199−206.(2015))が、当該複合体の結晶は析出に1〜2ヶ月程度かかる上、解析に耐える品質の結晶が得られる頻度が非常に低かった。しかし、上記の通り、Fv−clasp(v2)を用いることで、スクリーニング段階においても、3.2Å分解能、結晶化条件の最適化後は2.59Å分解能で結晶構造を決定することができ、しかもこれらの結晶はわずか1日で再現性よく得ることができた。
すなわち、Fv−clasp(v2)は、再現性よく、また短時間で、タンパク質、特に、難結晶性タンパク質の結晶化を促進する働きがあることが明らかとなり、結晶化促進用フラグメント抗体として有用であることが判った。
Below, the function which accelerates | stimulates crystallization of Fv-clasp (v2) is considered.
Integrins are multidomain glycoproteins, and the extracellular domain is known to undergo very large structural changes in conjunction with signal transduction, and it has been thought that crystallization alone is difficult. Thus, the present inventors have attempted crystallization using a plurality of antibody Fabs containing TS2 / 16, but no crystals have been obtained. However, as described above, by using the complex of TS2 / 16 antibody with Fv-class (v2), data was obtained at a resolution of 3.37 mm even in the screening stage, and the crystal structure could be determined.
In addition, the inventors of the present application tried to analyze the crystal structure of Fab of HGF and t1E4 antibody in the past, but only a crystal having a diffraction ability of about 9 mm at the maximum was obtained. However, as described above, by using Fv-clasp (v2), the crystal structure could be determined with a resolution of 4.1Å even at the screening stage.
From these results, it has been clarified that Fv-clasp (v2) has a function of promoting crystallization when it forms a complex with a protein, particularly a hardly crystalline protein. As useful.
In addition, the inventors of the present invention have previously performed a crystal structure of a complex of Vps10p and a propeptide (Kitago, Y., et al. Structural basis for amyloidogenic peptide recognition by LS. Nature Str. 199-206. (2015)), however, it took about 1 to 2 months for the crystals of the complex to precipitate, and the frequency of obtaining crystals with a quality that could withstand the analysis was very low. However, as described above, by using Fv-clasp (v2), the crystal structure can be determined at a resolution of 3.2 mm and at a resolution of 2.59 mm after optimization of the crystallization conditions, even in the screening stage. These crystals could be obtained with good reproducibility in just one day.
That is, Fv-clasp (v2) has been shown to have a function of promoting crystallization of proteins, particularly difficult-to-crystal proteins, with good reproducibility and in a short time, and is useful as a fragment antibody for promoting crystallization. It turns out that there is.

<実験例3 Fv−clasp(v2)の熱安定性>
従来の単鎖抗体であるscFv及びFv−clasp(v1)とFv−clasp(v2)の熱安定性を以下の方法により比較した。
従来のフラグメント抗体であるP20.1抗体のscFv(single−chain Fv)は、特許第5257997号に記載の方法により、大腸菌発現および巻き戻し法で調製した。NZ−1抗体のscFvは、配列番号84で示される配列を用いた以外は、P20.1抗体の単鎖抗体(scFv)と同様の方法により調製した。
また、NZ−1抗体に対するFv−clasp(v1)及びSG/19抗体に対するFv−clasp(v1)は、比較例3と同様の方法により、配列番号85で示される、NZ−1抗体に対するVH−SARAH(Y35C)及び配列番号86で示される、NZ−1抗体に対するVL−SARAH(M24C)、並びに配列番号87で示される、SG/19抗体に対するVH−SARAH(Y35C)及び配列番号88で示される、SG/19抗体に対するVL−SARAH(M24C)をそれぞれ(1)遺伝子組換・発現工程および可溶化工程、(2)リフォールディング工程、(3)濃縮工程及び(4)精製工程に付し、調製した。
調製したP20.1抗体のscFv、NZ−1抗体のscFv、NZ−1抗体に対するFv−clasp(v1)、SG/19抗体に対するFv−clasp(v1)、比較例1で得られたP20.1抗体−Fv−clasp(v1)、比較例3で得られた12CA5抗体−Fv−clasp(v1)、実施例2で調製したP20.1抗体−Fv−clasp(v2)、実施例5で調製したSG/19抗体−Fv−clasp(v2)、実施例8で調製した12CA5抗体−Fv−clasp(v2)、及び実施例10で調製したNZ−1抗体−Fv−clasp(v2)を用いてサーマルシフトアッセイを行い、それぞれのTm値を求めた。
サーマルシフトアッセイでは、各試料にSYPRO Orange(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)を添加し、25℃から85℃まで温度を上昇させたときの蛍光値の変化をリアルタイムで測定することでタンパク質の変性状態をモニターし、得られた変性曲線からTm値[℃]を算出した。結果を下記表4に示す。表中の単位は全て[℃]である。
<Experimental example 3 Fv-clasp (v2) thermal stability>
The thermal stability of scFv and Fv-class (v1) and Fv-class (v2), which are conventional single chain antibodies, was compared by the following method.
The scFv (single-chain Fv) of the P20.1 antibody, which is a conventional fragment antibody, was prepared by E. coli expression and unwinding by the method described in Japanese Patent No. 5257997. The scFv of the NZ-1 antibody was prepared by the same method as the single chain antibody (scFv) of the P20.1 antibody except that the sequence shown in SEQ ID NO: 84 was used.
In addition, Fv-class (v1) for NZ-1 antibody and Fv-class (v1) for SG / 19 antibody were determined by the same method as in Comparative Example 3 and VH- against NZ-1 antibody represented by SEQ ID NO: 85. SARAH (Y35C) and VL-SARAH (M24C) against the NZ-1 antibody, as shown in SEQ ID NO: 86, and VH-SARAH (Y35C) and as shown in SEQ ID NO: 88, against the SG / 19 antibody, as shown in SEQ ID NO: 87 VL-SARAH (M24C) against SG / 19 antibody is subjected to (1) gene recombination / expression step and solubilization step, (2) refolding step, (3) concentration step and (4) purification step, respectively. Prepared.
The prepared scFv of P20.1 antibody, scFv of NZ-1 antibody, Fv-class (v1) against NZ-1 antibody, Fv-class (v1) against SG / 19 antibody, P20.1 obtained in Comparative Example 1 Antibody-Fv-class (v1), 12CA5 antibody-Fv-class (v1) obtained in Comparative Example 3, P20.1 antibody-Fv-class (v2) prepared in Example 2, prepared in Example 5 Thermally using SG / 19 antibody-Fv-clasp (v2), 12CA5 antibody-Fv-clasp (v2) prepared in Example 8, and NZ-1 antibody-Fv-clasp (v2) prepared in Example 10 A shift assay was performed to determine each Tm value.
In the thermal shift assay, SYPRO Orange (manufactured by Thermo Fisher Scientific) is added to each sample, and the change in fluorescence value is measured in real time when the temperature is raised from 25 ° C to 85 ° C. The state was monitored, and the Tm value [° C.] was calculated from the obtained denaturation curve. The results are shown in Table 4 below. All units in the table are [° C.].

Figure 2018088403
これらの実験結果から、Fv−clasp(v2)は、従来のフラグメント抗体であるscFvやFv−clasp(v1)に比べTm値が高く、その差は6−11℃にも達することが判った。すなわち、Fv−clasp(v2)は、従来のフラグメント抗体よりもはるかに熱安定が高い為、冷蔵あるいは室温での保存安定性も高い。この性質により、Fv−clasp(v2)は、フラグメント抗体、及びタンパク質結晶化促進用フラグメント抗体としてはもちろん、それ以外の用途でも極めて有利な性質を有することが期待される。
Figure 2018088403
From these experimental results, it was found that Fv-clasp (v2) had a higher Tm value than scFv and Fv-clasp (v1), which are conventional fragment antibodies, and the difference reached 6-11 ° C. That is, since Fv-clasp (v2) is much more thermally stable than conventional fragment antibodies, it is also highly refrigerated or stored at room temperature. Due to this property, Fv-clasp (v2) is expected to have extremely advantageous properties not only as a fragment antibody and a fragment antibody for promoting protein crystallization but also in other uses.

Claims (7)

(a)抗体の重鎖ドメイン(VH領域)のC末端にSARAHドメインのN末端が結合したペプチドであって、VH領域がChothia法による抗体残基番号112のアミノ酸残基をシステインに変異させたペプチド(VH(112C)−SARAH)と、
(b)抗体の軽鎖ドメイン(VL領域)のC末端にSARAHドメインのN末端が結合したペプチドであって、SARAHドメインがC末端から13番目のアミノ酸残基をシステインに変異させたペプチド(VL−SARAH(37C))との複合体からなるフラグメント抗体であって、
(c)VH(112C)−SARAHとVL−SARAH(37C)が、上記2つのシステイン間のジスルフィド結合により結合しているフラグメント抗体。
(A) A peptide in which the N-terminus of the SARAH domain is bound to the C-terminus of the heavy chain domain (VH region) of the antibody, and the VH region has been mutated to the amino acid residue of antibody residue number 112 by the Chothia method to cysteine A peptide (VH (112C) -SARAH);
(B) A peptide in which the N-terminus of the SARAH domain is bound to the C-terminus of the light chain domain (VL region) of the antibody, wherein the SARAH domain has a 13th amino acid residue mutated to cysteine from the C-terminus (VL -A fragment antibody consisting of a complex with SARAH (37C)),
(C) A fragment antibody in which VH (112C) -SARAH and VL-SARAH (37C) are bound by a disulfide bond between the two cysteines.
前記VH(112C)−SARAHにおけるSARAHドメインが、配列番号1〜8で示されるものであり、前記VL−SARAH(37C)におけるSARAHドメインが、配列番号9〜16で示されるものである、請求項1に記載のフラグメント抗体。 The SARAH domain in the VH (112C) -SARAH is represented by SEQ ID NOs: 1 to 8, and the SARAH domain in the VL-SARAH (37C) is represented by SEQ ID NOs: 9 to 16. 2. The fragment antibody according to 1. 前記VH(112C)−SARAHにおけるSARAHドメインが、配列番号1〜2で示されるものであり、前記VL−SARAH(37C)におけるSARAHドメインが、配列番号9〜10で示されるものである、請求項1に記載のフラグメント抗体。 The SARAH domain in the VH (112C) -SARAH is represented by SEQ ID NOs: 1-2, and the SARAH domain in the VL-SARAH (37C) is represented by SEQ ID NOs: 9-10. 2. The fragment antibody according to 1. (a)抗体の重鎖ドメイン(VH領域)のC末端にSARAHドメインのN末端が結合したペプチドであって、VH領域がChothia法による抗体残基番号112のアミノ酸残基をシステインに変異させたペプチド(VH(112C)−SARAH)と、
(b)抗体の軽鎖ドメイン(VL領域)のC末端にSARAHドメインのN末端が結合したペプチドであって、SARAHドメインがC末端から13番目のアミノ酸残基をシステインに変異させたペプチド(VL−SARAH(37C))との複合体からなるタンパク質結晶化促進用フラグメント抗体であって、
(c)VH(112C)−SARAHとVL−SARAH(37C)が、上記2つのシステイン間のジスルフィド結合により結合しているタンパク質結晶化促進用フラグメント抗体。
(A) A peptide in which the N-terminus of the SARAH domain is bound to the C-terminus of the heavy chain domain (VH region) of the antibody, and the VH region has been mutated to the amino acid residue of antibody residue number 112 by the Chothia method to cysteine A peptide (VH (112C) -SARAH);
(B) A peptide in which the N-terminus of the SARAH domain is bound to the C-terminus of the light chain domain (VL region) of the antibody, wherein the SARAH domain has a 13th amino acid residue mutated to cysteine from the C-terminus (VL -A fragment antibody for promoting protein crystallization comprising a complex with SARAH (37C)),
(C) A fragment antibody for promoting protein crystallization, in which VH (112C) -SARAH and VL-SARAH (37C) are bound by a disulfide bond between the two cysteines.
前記VH(112C)−SARAHにおけるSARAHドメインが、配列番号1〜8で示されるものであり、前記VL−SARAH(37C)におけるSARAHドメインが、配列番号9〜16で示されるものである、請求項4に記載のタンパク質結晶化促進用フラグメント抗体。 The SARAH domain in the VH (112C) -SARAH is represented by SEQ ID NOs: 1 to 8, and the SARAH domain in the VL-SARAH (37C) is represented by SEQ ID NOs: 9 to 16. 4. The fragment antibody for promoting protein crystallization according to 4. 前記VH(112C)−SARAHにおけるSARAHドメインが、配列番号1〜2で示されるものであり、前記VL−SARAH(37C)におけるSARAHドメインが、配列番号9〜10で示されるものである、請求項4に記載のタンパク質結晶化促進用フラグメント抗体。 The SARAH domain in the VH (112C) -SARAH is represented by SEQ ID NOs: 1-2, and the SARAH domain in the VL-SARAH (37C) is represented by SEQ ID NOs: 9-10. 4. The fragment antibody for promoting protein crystallization according to 4. 前記請求項1〜3で示されるフラグメント抗体を用いる、タンパク質の結晶化方法。 A method for crystallizing a protein using the fragment antibody shown in any one of claims 1 to 3.
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